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Druckmittelbetätigtes Schlauchventil, insbesondere für Fernbetätigung
Die Erfindung bezieht sich auf druckmittelbetätigte Schlauchventile, insbesondere
für Fernbetätigung, mit einem mit seinen Enden im Ventilgehäuse befestigten Schlauch
aus nachgiebigem Werkstoff, wie Gummi od. dgl., dessen mittlerer Bereich zum Abschließen
des Ventils im Durchmesser verringerbar ist, bis er sich an einen vorzugsweise strömungsgünstig
ausgebildeten Einsatzkörper anlegt.
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Bei bekannten Ventilen dieser Bauart ist im allgemeinen der Schlauch
so- vulkanisiert, daß er in seiner Ruhestellung - d. h. in der Stellung, in welcher
auf beiden Seiten des Schlauches kein Druck herrscht -den Ventilquerschnitt freigibt.
Um das Ventil zum Abschluß zu bringen, wird auf die Außenseite des Schlauches ein
Druck aufgebracht, der den mittleren Bereich des Schlauches im Durchmesser verengt,
bis sich dieser an einem im Ventilgehäuse festgehaltenen Einsatzkörper anlegt. Um
eine Durchmesserverringerung des Schlauches ohne Stauchung des Werkstoffes, aus
dem der Schlauch besteht, zu ermöglichen, ist es bekannt, den Schlauch mit in Längsrichtung
verlaufenden und abwechselnd innen und außen angeordneten Schlitzen zu versehen,
die derart gestaltet sind, daß die Begrenzungswände der Schlitze erst kurz vor oder
in der Schließstellung des Schlauches aneinander zur Anlage kommen. Bei einer anderen
bekannten Ausführung solcher Schlauchabsperrventile ist der Schlauch so vulkanisiert;
daß er in unbelasteter Stel-lung am Einsatzkörper anliegen würde. An dem
Schlauch sind sich radial erstreckende Lappen aus dehnbarem Werkstoff vorgesehen,
die mit ihren äußeren Enden derart im Gehäuse verankert sind, daß sie den mittleren
Bereich des Schlauches in aufgeweiteter Stellung aufgezogen halten. Durch das Einleiten
eines Druckmittels in die den Schlauch umgebende Kammer wird die Zugwirkung dieser
Lappen aufgehoben und der Schlauch dadurch mit seinem mittleren Bereich zur Anlage
am Einsatzkörper gebracht.
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Den vorerwähnten bekannten Schlauchabsperrventilerl haftet der Nachteil
an, daß sich beim Ausfall des Steuerdruckes, der zum Abschließen des Ventils in
die Kammer außerhalb des Schlauches eingeleitet wird, das Ventil selbsttätig öffnet.
Dies kann bei chemischen Anlagen, dem Rohrleitungssystem von Tankschiffen und auch
bei anderen Anwendungen dieser Ventile unerwünscht oder sogar schädlich oder gefahrvoll
sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der obengenannten
Gattung zu schaffen, welches sich bei Ausfall des Steuerdruckes selbsttätig schließt.
Das obengenannte Ziel ist bei dem Schlauchventil nach der Erfindung dadurch erreicht,
daß bei Anwendung von einem odermehreren Bauteilen, welche den Schlauch etwa in
der Mitte seiner Längserstreckung umschließen und im Sinne einer Durchmesserverringerung
des Schlauches bewegbar sind, die Bauteile mit Betätigungskolben verbunden sind,
die durch den Druck vor dem Ventil im Sinne einer Durchmesserverringerung des Schlauches
bewegbar und auf der Gegenseite von einem Steuerdruck beaufschlagt sind. Eine Membran
wird dabei als einem Kolben äquivalent angesehen.
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Es ist schon ein Schlauchenventil bekannt, bei dem die Lage des Schlauches
durch die Differenz zwischen dem Innendruck und einem in einer Kammer auf der Außenseite
des Schlauches herrschenden Druck einstellbar ist und die größte Aufweitung des
Schlauches durch ein in seiner Länge einstellbares Zugband einstellbar ist, das
den Schlauch etwa in der Mitte seiner Längserstreckung umschließt. Nach der Erfindung
ist bei Anordnung eines solchen, den Schlauch schlingenförmig umschließenden Zugbandes
mindestens eines seiner Enden an einem Kolben befestigt. Als solches Zugband kann
ein Draht aus Stahl oder einem Kunststoff, wie dem im Handel unter der Bezeichnung
Nylon oder Perlon bekannten Polyamid, verwendet werden. Das andere Ende des Zugbandes
kann fest im Gehäuse verankert sein. Es ist jedoch auch möglich, dieses andere Ende
an einen zweiten Kolben anzuhängen, wobei beide Kolben durch den vor dem Ventil
herrschenden Druck so beaufschlagt werden, daß sie das Zugband auf Zug beanspruchen
und damit die von dem Zugband gebildete Schlinge in ihrer Öffnungsweite verringern.
Um
eine symmetrische Kräfteeinwirkung auf den Schlauch zu erhalten, kann das den Schlauch
schlingenförmig umschließende Zugband von einer innerhalb der Schlinge liegenden
Stelle nach dem einen-Ende hin von zwei im Abstand liegenden Zugbändern gebildet
werden, wobei das sich von dieser Stelle nach dem anderen Ende erstreckende Zugband
an der Kreuzungsstelle der Schlinge zwischen den beiden im Abstand liegenden Zugbändern
hindurchreicht. Das eine Zugband ist beispielsweise durch einen sich quer zum Zugband
erstreckenden Stift mit den beiden nebeneinanderliegenden Bändern an irgendeiner
Stelle des Umfangs der Schlinge verbunden. Die drei Bänder des Zugelementes können
auch in bekannter Weise von Glieder- oder Rollenketten gebildet werden.
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Zur Verringerung der Reibung zwischen den Zugbauteilen und der Umfangsfläche
des Schlauches können die Zugbauteile über drehbare Rollen od. dgl. auf den Schlauch
drücken.
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Um die Größe des Kolbens so gering wie möglich halten zu können, ist
vorzugsweise vorgesehen, daß zur Druckentlastung des Schlauches die außerhalb des
Schlauches liegende Kammer in üblicher Weise mit dem Druck vor dem Ventil oder einem
diesem proportionalen Druck beaufschlagt wird.
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Statt eines den Schlauch in Form einer Schlinge umschließenden Zugbandes
können auch nach Art einer Irisblende angeordnete und betätigbare, den Schlauch
umschließende Hebel vorgesehen sein, wobei der auf die äußeren Enden der Hebel einwirkende
; Verstellring für die Hebel von einem oder mehreren Kolben in Umfangsrichtung bewegbar
ist.
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Als eine noch andere Ausführungsmöglichkeit für die im Sinne einer
Durchmesserverringerung auf den Schlauch einwirkenden Bauteile können auch zwei
; den Schlauch bügelartig umschließende Zugbänder vorgesehen sein, die jeweils mit
ihren beiden Enden an zwei einander diametral gegenüber und zur Längsachse des Ventils
radial angeordneten Kolben angehängt sind. Bei dieser Ausführungsart des erfindungsgemäßen
Ventils ist vorzugsweise das Ventilgehäuse an zwei einander diametral gegenüberliegenden
Seiten mit einer rohrförmigen Erweiterung versehen, die durch eine flache Membran
abgeschlossen ist, welche zwischen dem Gehäuse und einem Deckel festgehalten ist,
wobei in die Kammer zwischen Membran und Deckel der Steuerdruck eingeleitet wird.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes
Schlauchventil im offenen Zustand; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das geöffnete
Ventil und Fig. 3 einen Querschnitt durch das geschlossene , Ventil.
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Mit 1 ist das aus drei miteinander verschraubten Teilen 2, 3 und 4
bestehende Ventilgehäuse bezeichnet. An Teil 2 ist über radiale Rippen 5 ein stromlinienförmiger
Einsatzkörper 6 abgestützt.
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Mit 7 ist ein Schlauch aus nachgiebigem Gummi bezeichnet, der an -
seinen beiden Enden mittels Flansche 8 zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3 bzw.
3 und 4 festgehalten ist. Der Schlauch 7 ist, wie aus Fig.
2 ersichtlich, mit abwechselnd innen und außen vorgesehenen, sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitzen 9 versehen, welche es ermöglichen, daß sich der Schlauch
in seinem mittleren Bereich im Durchmesser verengen kann, ohne daß sich das Material
stauchen muß. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, liegen die Wände der Schlitze bei geschlossenem
Schlauch aneinander an, so daß in dieser Stellung der längsgeschlitzte Schlauch
wie ein vollwandiger, ungeschlitzter Schlauch wirkt.
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Der Gehäuseteil 3 des Ventils ist an zwei diametral gegenüberliegenden
Stellen mit einer rohrförmigen Erweiterung 10 versehen, die an ihrem Ende einen
Flansch 11 hat. Zwischen diesem Flansch 11 und einem auf diesen mittels Schrauben
und Muttern 12 aufgeschraubten Deckel 13 ist eine flache Membran 14 eingespannt.
An der einen Membran 14 sind die beiden Enden eines die Mitte des Schlauches
bügelartig umschließenden Zugbandes 15 aus Nylondraht angehängt. An der anderen
Membran 14 sind zwei gleiche Zugbänder 16 und 17 angehängt, die zu beiden Seiten
des Zugbandes 15 die Mitte des Schlauches 7 bügelartig umschließen.
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Der Raum 18 außerhalb des Schlauches 7 und innerhalb der Membranen
14 ist über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kanal bzw. eine Rohrleitung
mit der Eintrittsseite des Ventils verbunden. Die Kammern 19 außerhalb der Membranen
14 werden mittels eines zum Steuern der Schlauchöffnung dienenden Druckmittels beauschlagt.
Das Steuerdruckmittel fließt den Kammern 19 von einer Druckquelle über eine Leitung
20 zu, wobei der Zufluß zu den Kammern 19 oder Rückfluß aus den Kammern 19 in eine
Rücklaufleitung 21 durch einen Dreiwegehahn 22 gesteuert wird.
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Die Arbeitsweise des in den Zeichnungen dargestellten Ventils ist
folgende: Fig. 1 und 2 zeigen die Offenstellung des Ventils. In dieser Stellung
verbindet der Dreiwegehahn 22 die Leitung 20 mit der Kammer 19. Der Steuerdruck
ist dabei so hoch, daß die Membranen 14 sich gegen den auf der anderen Seite herrschenden
Druck der Eintrittsseite des Ventils nach innen durchwölben, so daß die Zugbänder
15 bis 17 entspannt werden und damit der Schlauch seine geöffnete Lage einnimmt,
in der er vulkanisiert ist, da der Schlauch ja vollkommen druckentlastet ist. Soll
das Ventil geschlossen werden, so wird der Dreiwegehahn 22 so verstellt, daß, wie
in Fig. 3 angegeben, die Kammer 19 über den Dreiwegehahn 22 mit der Rücklaufleitung
21 verbunden ist. Numnehr überwiegt der auf der Innenseite der Membran 14 herrschende
Druck, so daß die Membran nach außen durchgewölbt wird und dadurch die Zugbänder
15 bis 17 spannt. Durch die Spannung der Zugbänder 15 bis 17 wird der Durchmesser
des Schlauches 7 verringert, bis seine Innenwand an dem Einsatzkörper 6 anliegt,
wobei sich gleichzeitig die in dem Schlauch vorgesehenen Längsschlitze 9 schließen.
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Fällt aus irgendeinem Grund der Steuerdruck in der Leitung
20 weg, z. B. wegen Störung in der Druckerzeugungsanlage oder Undichtwerden
der Steuerdruckleitung, und fällt damit der Druck in der Kammer 19 ab, so werden
ebenfalls die Membranen 14 nach außen gedrückt und damit, wie in Fig. 3 gezeigt,
der Schlauch 7 an den Einsatzkörper 6 gedrückt.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung des Ventils kann auch verwendet werden,
um das Ventil allein mittels des Betriebsdruckes in der von dem Ventil abzuschließenden
Rohrleitung zu steuern. In diesem Fall werden die Kammern 19 oberhalb der Membranen
14 mit der Atmosphäre verbunden und der Raum 18 außerhalb des Schlauches über einen
Dreiwegehahn
mit der Eintrittsseite des Ventils verbunden. Ist der
Dreiwegehahn so gestellt, daß im Raum außerhalb des Schlauches 7 der Druck an der
Eintrittsseite des Ventils herrscht, so ist der Schlauch 7 druckentlastet. Da der
gleiche Druck jedoch auf die Innenseite der Membranen 14 drückt, werden die
Zugbänder 15 bis 17 angezogen und damit das Ventil geschlossen. Zum
öffnen des Ventils wird der Dreiwegehahn so gestellt, daß der Raum 18 außerhalb
des Schlauches 7 entlastet wird. Der Schlauch 7 öffnet sich dann infolge seiner
Eigenspannung, bis er bei vollkommener Entlastung des Raumes 18 seine Ruhelage einnimmt,
bei welcher er den Ringquerschnitt zwischen Schlauch 7 und Einsatzkörper 6 freigibt.