DE2008145B2 - Anordnung fuer ein membranventil - Google Patents

Description

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flußöffnungen enthaltende Ventilsitzplatte und die gewählt, so bleibt die von der Membran M über-

Füllkörper aus demselben Material hergestellt sind. deckte Öffnung in der Ventilsitzplatte Z flächenmäßig

Es sollte dabei ein gegenüber dem Meßgas bzw. der gleich groß wie bei den bisher üblichen Anordnungen,

Meßflüssigkeit beständiges Material, zweckmäßiger- erstreckt sich jedoch bei der Anordnung gemäß der

weise V2A- ader V4A-Stahl, verwendet werden. 5 Erfindung über eine größere Teilfläche der Mem-

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in vier bran M.

Figuren dargestellt und werden im folgenden näher Ist der muldenförmige Ventilraum V1 genügend

beschrieben. Es zeigt flach gestaltet, so kann auch die Bohrung L für die

F i g. 1 einen Schnitt durch ein pneumatisch ge- Steuerluft 5 mit einer membranseitigen Erweiterung

steuertes Membranventil mit in den Erweiterungen io versehen und in diese ein Füllkörper unter Wahrung

der Zu- und Abflußöffnungen liegenden zylin- eines Ringspaltes eingesetzt werden,

drischen Füllkörpern in Sperrstellung, F i g. 2 zeigt das Ventil nach F i g. 1 nach dem

F i g. 2 das Ventil nach F i g. 1 in Durchlaßstellung, Umschalten auf Durchgang. Das Meßgas G tritt nun

F i g. 3 öinen zylindrischen Füllkörper mit Quer- aus der Öffnung B1 in die Erweiterung A 1 und hebt

nuten in gegenüber der F i g, 1 vergrößerter, perspek- 15 dabei den Füllkörper 51 leicht an. Da an der Steuer-

tivischer Darstellung, luftseite kein Druck herrscht, wird die Membran M

F i g. 4 einen Querschnitt eines Teils des gesperrten an die Wand der Mulde in der Deckplatte D ange-

Membranventils mit einem in eine konische Erweite- drückt. Das Meßgas G verläßt den dadurch gebilde-

rung der Zuflußöffnung eingesetzten Kegelstumpf ten Ventilraum V 2 über die Erweiterung A 2 und die

Die in den Figuren einander entsprechenden 20 öffnung Bl.

Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- Gegenüber den üLlirhen Anordnungen ist die Teilsehen, fläche der Membran M, auf die der Druck des Meß-

Nach F i g. 1 liegt eine Membran M zwischen einer gases G wirkt, größer. Daher wird auch bei gleicLc-m

Deckplatte D und einer Ventilsitzplatte Z. Die Ventil- Druck des Meßgases G eine größere Kraft auf die

sitzplatte Z enthält eine Zuflußöffnung (Bohrung Γ 1), as Membran M ausgeübt. Das Einlegen eines Füllkör-

die mit einer (nicht gezeichneten) Zuflußleitung, und pers51 bzw. 52 in die Erweiterung A 1 bzw. A 2 der

eine Abflußöffnung B 2, die mit einer (nicht gezeich- Ventilsitzplatte Z hat aiso zur Feige, daß ein Kleben

neten) Abflußleitung für ein Meßgas verbunden ist. der Membran M auf der Oberfläche der Ventilsitz-

Beide Öffnungen Bl, Bl sind membranseitig erwei- platte Z verhindert wird.

tert, und in den zylindrischen Erweiterungen A1 bzw. 30 Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu A 2 liegen zylindrische Füllkörper 51 bzw. 5 2. Der sehen, daß beim Umschalten des Membranventils auf Durchmesser des Füllkörpers 51 bzw. 52 ist etwas Durchlaß des Meßgases G zunächst die Berührungskleiner als der Durchmesser der Erweiterung A 1 stelle zwischen dem Füllkörper 51 bzw. 52 und der bzw. Al, so daß ein Ringspalt vorhanden ist. Die Grundfläche der zugehörigen ErweiterungA 1 bzw. Bemessung des Ringspalts richtet sich nach der Art 35 A 2 in der Ventilsitzplatte Z gelöst wird. Das Ab'oien der verwendeten Membran M und dem Querschnitt ist mit Sicherheit gegeben, wenn die Füllkörper 5 1 der Zuflußöffnung B1 bzw. der Abflußöffnung B 2. und 5 2 sowie die Ventilsitzplatte Z aus Metall be-Zweckmäßigerweise wird die Höhe des Füllkörpers stehen.

51 bzw. 5 2 etwas geringer gewählt als die Höhe der F i g. 3 zeigt in vergrößerter, perspektivischer Dar-

Erweiterung A 1 bzw. A 2. 4° stellung den aus F i g. 1 und 2 bekannten Füllkörper

Die Deckplatte D enthält einen muldenförmigen 5 2 mit zwei in der unteren, der öffnung B 2 zuge-Ventilraum V1, in den eine Bohrung L führt, die mit wendeten Auflagefläche angebrachten Nuten N 1 und einer (nicht gezeichneten) Steuerluftleitung verbunden N1, die sicherstellen, daß das Meßgas in Durchlaßist. In der gezeichneten Stellung wirkt auf die Mem- stellung ohne Drosselwirkung passieren kann. Der bran M der Druck der Steuerluft 5. Das ist durch die 45 Füllkörper 51 ist entsprechend dem Füllkörper 5 2 nach unten weisenden Pfeile auf der Oberseite der ebenfalls mit Nuten versehen.

Membran M angedeutet. Die Membran M wird auf F i g. 4 zeigt, daß die membranseitige Erweite-

die Erweiterungen A 1 und A 1 gedrückt und sperrt rung A der Öffnung B 1 auch konusförmig ausgeführt

dadurch den Durchfluß des Meßgases von der Zu- sein kann. Der in die Erweiterung A unter Wahrung

fluß- zur Abflußöffnung. 50 eines Ringspaltes eingesetzte Füllkörper ist ein Kegel-

Wird die Ringspaltfläche etwa gleich der Quer- stumpf K, der in der unteren, der öffnung B 1 zuge-

schnittsfläche der zugehörigen öffnung B 1 bzw. B 2 wendeten Auflagefläche mit Nuten versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 sicheres Abheben der Membran ist infolge dieser Patentansprüche: sogenannten Stöpselwiricung nicht gewährleistet. — Weiterhin kann die Membran bereits bei Zimmer-

1. Membranventil, insbesondere Dosier- und temperatur auf der Oberfläche der die Zu- und Ab-Umschaltventil für gaschromatographische AnIa- 5 flußöffnung enthaltenden Ventilsitzplatte auf Grund gen, mit in der Ventilsitzplatte vorgesehenen, von chemischen Einflüssen festkleben. Beim Umunter Mediendruck stehenden Zu- und Abfluß- schalten auf Durchlaß wirkt der in der Zuflußöffnung Öffnungen, die membranseitig Erweiterungen auf- herrschende Druck des Meßgases bzw. der Meßweisen, in die Füllkörper lose eingesetzt sind, flüssigkeit nur auf eine solche Teilfläche der an diedadurch gekennzeichnet, daß zwi- io ser Öffnung anliegenden Membran ein, die gleich dem sehen den zylindrisch oder konisch ausgebildeten Querschnitt der Zuflußöffnung, also im Verhältnis zur Erweiterungen (A 1, A 2) und den entsprechend gesamten Membranfläche fast punktförmig ist. Die an geformten zylindrischen oder kegelstumpfförmi- der Membran inigesamt angreifende Öffnungskraft gen Füllkörpern (S 1, S 2) Ringspalte vorgesehen ist daher sehr klein, und ein Abheben der Membran sind, deren Querschnittsfläche etwa gleich ist dem 15 bzw. ein Durchschalten des Membranventils ist nicht Strömungsquerschnitt der zugehörigen Öffnung gewährleistet.

(B 1, B 2). Bei einem handbetätigten Membranventil ist es be-

2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch kannt, die Zu- bzw. Abflußöffnung, die von der gekennzeichnet, daß in den den Bohrungen (Bl₁ Membran verschlossen wird, konisch zu erweitern B 2) zugewandten Stirnseiten der Füllkörper Nu- 20 und in diese Erweiterung einen kegelförmigen Füllten (N 1, N 2) angebracht sind. körper einzusetzen, der mit einem an die Kegelspitze

3. Membranventil nach Anspruch 1 und 2, da- anschließenden Stift in die Zu- bzw. Abflußöffnung durch gekennzeichnet, daß die Venulsitzplatte (Z) ragt und sich dort gegen eine Schraubenfeder ab- und die Füllkörper (Sl, S 2) aus demselben Ma- s'ützt. Der Kegel paßt dabei genau in die kegelförterial hergestellt sind. 25 mige Erweiterung, und seine Basis bildet in der

4. Membranventil nach Anspruch 1 oder einem Schließstellung eine Ebene mit der Ventilsitzplattc. der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieses bekannte Ventil ist verhältnismäßig kompli-Ventilsitzplatte (Z) und die Füllkörper (Sl, S 2) ziert aufgebaut, und in der Sperrstellung muß die aus V2A - oder V4A-Stahl hergestellt sind. Membran den Druck der Schraubenfedern der Füli-

30 körper überwinden. Besonders nachteilig ist dies bei pneumatisch gesteuerten Ventilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisch steuerbares Membranventil so ?u ge-

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein stalten, daß bei einfachem Aufbau eine einwandfreie

Membranventil, insbesondere für ein Dosier- und 35 Funktion auch bei hohen Temperaturen und unter

Umschaltventil bei gaschromatographischen Einrich- Einwirkung von chemisch-aggressiven Substanzen und

tungen. ein einwandfreies Abheben der Membran noch nach

Es ist bekannt, Membranventile zum Einschalten, einer großen Anzahl von Schaltvorgängen gewähr-

Umschalten oder Dosieren von unter hohem Druck leistet ist.

stehenden Gasen oder Flüssigkeiten zu verwenden. 40 Dabei wird "on der Maßnahme Gebrauch gemacht,

Membranventile, die den speziellen Erfordernissen die unter Mediendruck stehenden Zu- und Abfluß-

der Gas- oder Flüssigkeits-Chromatographie genügen, Öffnungen mit membranseitigen Erweiterungen zu

sind z. B. aus den deutschen Gebrauchsmustern versehen und in diese Füllkörper lose einzusetzen. 1932 888 und 6 812 041 und aus den USA.-Patent- Gemäß der Erfindung sind zwischen den zylindrisch

Schriften 2 865 402 und 3 077 766 bekannt. 45 oder konisch ausgebildeten Erweiterungen und den

Ein Membranventil weist eine oder mehrere An- entsprechend geformten zylindrischen oder kegelschlußstellen für die zu verbindenden Gas- b7w. stumpfförmigen Füllkörpern Ringspalte vorgesehen, Flüssigkeitsleitungen auf. Jede Anschlußstelle umfaßt deren Querschnittsfläche etwa gleich ist dem Ströeinen Raum, zu dem eine öffnung für die Zufluß- mungsquerschnjtt der zugehörigen Öffnung,
leitung und eine Öffnung für die Abflußleitung des 50 Mit derartigen Füllkörpern wird erreicht, daß die Meßgases bzw. der Meßflüssigkeit führt. Der Gas- Auflagefläche der Membran an den Erweiterungen bzw. Flüssigkeitsdurchgang durch das Ventil kann größer ist als der Querschnitt der Öffnungen. Der dadurch gesperrt werden, daß die Membran unter der beim Umschalten auf Durchgang an der Membran Wirkung des Druckes der Steuerluft von der Gegen- angreifende Druck wirkt daher auf eine größere Teilseite her gegen die Zu- und Abflußöffnungen ge- 55 fläche der Membran, und es stehen größere Kräfte diückt wird und diese abschließt. für das Abheben der Schaltmembran zur Verfügung.

Derartige Membranventile besitzen Nachteile, die Um einen ungehinderten Durchgang des Meßgases

sich insbesondere bei hohen Temperaturen oder ho- bzw, der Meßflüsgigk^it duFQfr dje Erweiterungen zu

hen Steuerdrücken bemerkbar machen: Bei hohen ermöglichen, sind nach einer weiteren Ausbildung

Temperaturen wird die meist aus Kunststoff beste- 60 der Erfindung in den Erweiterungen und/oder in den

hende Membran weich und kann in der Schließphase den Zu- und Abflußöffnungen zugewandten Seiten

des Ventils von der Steuerluft in die Zu- bzw. Ab- der Füllkörper Nuten angebracht. Die Nuten sind so

flußöffnung gedrückt werden. Wird das Membran- bemessen, daß keine Drosselwirkung auftritt,

ventil auf Durchlaß umgeschaltet, d. h., verschwindet Die Strömungsverhältnisse sollten auch bei einer

der Steuerdruck, so reicht der Druck des zu steuern- 65 Temperaturänderung und der damit verbundenen

den Meßgases bzw. der Meßflüssigkeit oft nicht aus, Wärmeausdehnung des Membranventils erhalten blei-

um die Verformung rückgängig zu machen und die ben. Daher ist eine weitere Ausbildung der Erfindung

Membran aus den Öffnungen herauszudrücken. Ein dadurch gekennzeichnet, daß die die Zu- und Ab-