DE2356413A1 - Prozessventil - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE „,-.,,. PIPL-INq. RUDOLF BIBRACH 2 O 0 O 4 I O

PIPL-INQ. ELMAR REHBERQ 34 QOTTINQEN-POTTERWEQ 6 TELEFON 57823

Kjell Öystein Arisland

Vektervn. 41 OSLO 6 Norwegen

Erfinder: Derselbe

Prozessventil

Diese Erfindung betrifft ein Prozessventil, welches ein Ventilgehäuse mit zwei Durchströmungskanälen und einem achsial beweglichen Ventilschaft mit zwei Ventilkörpern umfasst,. welche Ventilkörper den Strom durch je der beiden Kanäle steuern. Verschiedene Ausführungen von Ventilen dieser Art sind frü'her bekamt und werden u.a. in Servomotorkreisen und ähnlichen Steuervorrichtungen für Flüssigkeitsströme benutzt.

Der Zweck der Erfindung ist ein Prozessventil zu schaffen, welches verschiedene nützliche Funktionen besitzt. So kann das erfinderische Ventil zwei verschiedene Gas- oder Flüssigkeitsströme in die eine oder andere Richtung durch das Ventilgehäuse steuern oder regeln. Die Ventilkörper umfassen Ventilelemente und eine oder mehrere Membrane, welche ausgewechselt oder einge-

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stellt werden können, um die erwünschte Balanz der den Ventilelementen beeinflussenden Kräfte herbeizuführen, sodass z.B. ein kräftiger Hochdrucks-Flüssigkeitsst rom? mit Hilfe eines schwächeren Niederdrucks-Flüssigkeitsstrom gesteuert werden kann. Das erfinderische Prozessventil kann somit in verschiedenen industriellen Prozessen Verwendung finden, kann jedoch auch in Verbindung mit Hydraulmotoren, in Laboratorien, in Wasserwerken usw. verwendet werden.

Das neue und besondere der Erfindung ist, dass jeder der Durchströmungskanäle im Ventilgehäuse getrennte Anschlussrohre, sowohl als einen Ventildurchlass besitzt, welcher Durchlass duich je einen Ventilkörper gesperrt und geöffnet werden kann, welche Ventilkörper über einen im Ventilgehäuse angeordneten Ventilschaft miteinander verbunden sind, sodass der eine der Ventilk'orper den betreffenden Ventildurchlass offen hält, während der andere Ventilkörper den betreffenden Durchströmungskanal geschlossen hält, und dass der Ventilschaft mit dem zentralen Teil einer Membran verbunden ist, welche auf Druckunterschiede in den Durchströmungskanälen reagiert, um die auf den Ventilschaft wirkende Kraft zu ändern.

Dies und andere Merkmale der Erfindung sind unten unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben werden, wobei Fig. einen schematisch dargestellten Achsialschnitt eines Ventils mit einer Membran und Fig. 2 in ähnlicher Weise ein Ventil mit zwei Membranen zeigt. .

Das Ventil gemäss Fig. 1 besteht aus einem Ventilgehäuse 11, das in einem Stück ausgeführt gezeigt ist, das jedoch in der Praxis aus zwei oder mehreren Teilen besteht. Das Gehäuse 11 kann ferner derart ausgeführt sein, dass die Ventilkörper und die Ventilsitze zugänglich sind, um mit ähnlichen Elementen anderer Abmessungen ersetzt werden zu können, z.B. als asymmetrisches Ventil ausgeführt, so wie unten unter Hinweis auf Fig. 2 näher beschrieben werden soll.

Das Gehäuse 11 umfasst zwei parallele Kanäle 12a und 12b, welche mit Anschlussrohren 13a und 14a bzw. 13b und 14b für Durchlass eines Gases oder einer Flüssigkeit verbunden sind. In jedem Kanal befindet sich ein Ventildurchlass 12¹ und 12", welche Ventilsitze für scheibenförmige Ventilkörper 15a bzw. 15b bilden. Diese Ventilkörper sind über einen Ventilschaft 16 mit-

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einander steif verbunden. Die Länge dieses Schafts ist derart gewählt, dass der eine Ventildurchlass. 12* bzw. 12" ganz offen ist, wenn der andere Ventildurchlass geschlossen ist.

Gemäss Fig. 1 ist im Gehäuse 11 eine Membran 17 gas- und f.lüssigkeitsdicht eingespannt, deren zentraler Teil mit dem Ventilschaft 16 verbunden ist. Die Membran 17 teilt somit das Ventilgehäuse in zwei Kammern 18a und 18b, von welchen die erstgenannte mit dem Verbindungsrohr 14a und die letztgenannte mit dem Verbindungsrohr 14b kommunisiert. Wenn in den Verbindungsrohren 13a oder 14a Jes Kanals 12a und in den Verbindungsrohren 13b und , 14b des Kanals 12b derselbe' Druck herrscht, wird die Membran 17 im Ventilgehäuse 11 bei der Ausführung gemäss Fig, I bewirken, dass der Ventilschaft 16 mit seinen beiden Ventilkörpern 15a und 15.Ί sich in die mittlere Lage einstellt. Die Kanäle 12a und 12b sind, somit beide halb offen für Durch strömung von Gas oder Flüssigkeit.·

Wenn der Druck im Kanal 12a hinreichend über dem Druck im Kanal 12b dominiert, um die Federkraft, der Membran 17 zu überwinden, werden beide Ventiikörper 15a und 15b nach rechts verschoben, siehe Fig. 1, sodass der Ventildurchlass 12· gesperrt und der Ventildurchlass 12" ganz geöffnet wird. Wenn der Druck in dem einen oder anderen Anschlussrohr 13a und 13b im Verhältnis zum Druck im .Kanal 12b zunimmt, wird die nach rechts wirkende Kraft auf den Ventilschaft 16 zunehmen. Wenn der Druck in dem einen oder anderen der Rohre 13a und 13b zunimmt,wird diese nach rechts gerichtete Kraft abnehmen. Wenn der Druck im Kanal 12b sich im Verhältnis zu dein Druck in den Rohren. 13ä und 14a ändert, ändert sich die auf den Schaft 16 wirkende Kraft derart, dass sie gegen links gerichtet ist.

Bei dem Prozessventil gemäss der Erfindung werden die Ventilkörper 15a und 15b somit die Ventildurchlässe 12' bzw.« 12" abhängig von dem relativen Druck in sämtlichen vier Rohren 13a, 13b, 14a, 14b öffnen und schliessen, sodass Variationen dieses relativen Drucks dafür entscheidend sein werden, welcher der beiden Kanäle 12a und 12b für Durchlass geöffnet und welcher geschlossen wird.

Das erfinderische Prozessventil kann mit mechanisch gesteuerten Öffnen und Schliessen kombiniert sein. '

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Bei der Erfindung gemäss Fig. 2 ist die Membran 17 in Fig. 1 durch zwei parallel angeordnete Membrane 17a und 17b verschiedener Grosse ersetzt. Diese beiden Membrane sind gas- und flüssigkeitsdicht im Gehäuse 11 eingespannt und begrenzen zwei äussere Kammern 18a und 18b, welche sich an je einer Seite des ■ Ventilgehäuses befinden, sowohl als eine dazwischen liegende Kammer 18c. Die letztgenannte Kammer ist durch eine Öffnung 19 im Ventilgehäuse mit der Atmosphäre verbunden, sodass sich kein überdruck in der mittleren Kammer 18c auf Grund der verschiedenen Grossen der beiden Membrane 17a und 17b und der beiden Kammern 18a und 18b aufbauen kann. Wie hervorgeht, ist die rechte Seite des Ventilgehäuses 11 mit grösserem Durchmesser als die linke hergestellt, wobei es möglich wird, einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom von verhältnismässic hohem Druck durch den Kanal 12a mit Hilfe eines Gas- oder Flüssigkeitsstroms mit verhältnismässig niedrigem Druck durch den Kanal 12b zu steuern. Es ist einleuchtend, dass dieselbe Wirkung erzielt werden kann, selbst wenn das Ventilgehäuse zylindrisch ausgeführt ist, so wie in Fig. 1 gezeigt,-indem zwei Membrane 17a und 17b mit verschiedener Steifigkeit gewählt werden, und zwar die Membran 17b weniger steif als die Membran 17a.

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Claims (3)

Patentansprüche

1.) Prozessventil, welches ein Ventilgehäuse mit zwei Durchströmungskanälen und einem achsial beweglichen Ventilschaft mit zwei Ventilkörpern umfasst, welche Ventilkörper den Strom durch je der beiden Kanäle steuern, dadurch gekennzeichnet, dass jeder-der Durchströmungskanäle (12a, 12b) im Ventilgehäuse (11) getrennte Anschlussrohre (13a, 14a bzw. 13b, 14b), sowohl als einen Ventildurchlass (12¹ bzw. 12") besitzt, welche Durchlässe durch je einen Ventilkörper (15a bzw. 15b) gesperrt und geöffnet werden kann, welche ^entilkörper über einen im Ventilgehäuse (11) angeordneten Ventilschaft (16) miteinander verbunden sind, sodass der eine der Ventilkörper (15a oder 15b) den betreffenden Ventildurchlass (12' bzw. 12") offen hält, während der andere Ventilkörper den betreffenden Durchströmungskanal geschlossen halt, und dass der Ventilschaft (16) mit dem zentralen Teil einer Membran (17) verbunden ist, welche auf Druckunterschiede in den Durchströmungskan'a'len reagiert, um die auf den Ventilschaft wirkende Kraft zu ändern.

2. Prozessventil gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Ventilgehäuse (11) zwischen den Kanälen (12a, 12b) eine zylindrische Kammer uii'iasst, welche durch die Membran in zwei gegeneinander abgetrennte Kammern (18a, 18b) geteilt ist.

3. Prozessventil gemäss'Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Ventilschaft (16) befestigte Membran zwei Membrane (17a, 17b) umfasst, welche achsial getrennt entlang den Ventilschaft angeordnet und von verschiedener Grosse oder Steifigkeit sind, um eine mittlere Kammer (18c.) zu bilden, die von den beiden Kanälen (12a bzw. 12b) abgetrennt ist, um die auf die beiden Ventilkörper (15a, 15b) wirkenden Kräfte zu balanzieren.

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