隔膜阀的驱动组件和隔膜阀的制作方法

本发明涉及隔膜阀的驱动组件和隔膜阀。

背景技术：

1、为了控制介质，例如在化学或制药设备中，使用隔膜阀，其与介质接触的配件被配置为一次性部件，并且在每次使用后必须更换。为此，该配件当然应该适于固定到隔膜阀的驱动单元，以便易于更换。

技术实现思路

1、本发明的目的是简化隔膜阀中可更换配件的组装。

2、该目的通过一种隔膜阀的驱动组件来实现，该驱动组件包括具有至少一个压力件的驱动单元，该压力件能够在隔膜阀的冲程方向上移动，该压力件适于以非破坏性可拆卸的方式联接到配件的隔膜上的锁定结构以移动隔膜，流体能够经过该配件流动。驱动组件还包括用于将配件连接到驱动单元的锁定单元，流体可以流动通过该配件，锁定单元包括锁定钩和气动移动的致动元件，该锁定钩可枢转地安装到压力件并可以呈现打开和关闭位置，并且气动移动的致动元件作用在锁定钩上以将该锁定钩移动到关闭和/或打开位置。

3、锁定单元的气动移动的致动元件允许至少半自动地更换配件，锁定单元通过供应到致动元件的压缩空气气动地打开和/或关闭，而从驱动单元移除配件和插入新的配件可以由设备的操作者手动地进行。压缩空气的供应可以由中央控制单元控制。以这种方式，配件的更换可以在几个步骤中实现，这节省了时间并因此节省了成本。

4、另一个主要优点是，这也允许例如在安装中简单且快速地更换多个彼此靠近布置的隔膜阀上的配件，因为不需要手动地致动相应的锁定单元。

5、当然也可以设想更高程度的自动化，其中配件的移除和插入也是自动化的。

6、以这种方式，配件与驱动单元的连接与配件的安装运动分离，配件通过该安装运动被引导至驱动单元。例如，配件可以通过纯轴向运动被引导至驱动单元和从该驱动单元移除，即配件没有旋转运动。

7、这种联接完全经由由气动移动的致动元件引起的锁定钩的枢转来实现。

8、这样做的优点是，可更换配件也可以用于无法进行用于组装或拆卸的旋转运动的流体系统中。例如，驱动单元可以在流体系统中保持永久地固定在适当位置。

9、以这种方式，配件的更换可以以集中控制的方式实现。

10、众所周知，容纳在驱动单元中的隔膜阀的驱动器例如经由阀挺杆移动压力件，运动轴线平行于隔膜阀的冲程方向延伸。经由与锁定钩的联接，压力件移动隔膜，该隔膜在该区域分别与设置在其下方的阀座配合，并相应地打开或关闭配件中的流体路径。

11、锁定钩被配置成在关闭位置接合配件并将该配件连接到驱动组件的压力件。

12、已经证明，每个压力件只设置一个锁定钩就足够了。

13、当锁定钩固定在压力件上时，锁定钩与压力件一起沿(假想的)运动轴线移动。

14、由于锁定钩直接安装到压力件，因此该锁定钩执行与压力件相同的线性运动。特别地，当阀关闭时，运动从压力件传递到隔膜，而当阀打开时，运动从锁定钩传递到隔膜。

15、锁定钩和隔膜之间的连接优选为正连接(形状锁定，positive connection)，例如其中锁定结构形成锁定钩的相对部分，该相对部分接合在锁定钩后方。

16、锁定结构特别地布置在垂直于隔膜的表面突出的突起上，这实现了经由压力件的良好运动传递和与锁定钩的牢固连接。此外，配件因此可以容易地被配置成以纯轴向运动的方式附接到驱动单元和从该驱动单元移除。

17、如果提供两个压力件，则隔膜优选地具有两个平行的突起，每个突起具有一个锁定结构。

18、优选地，突起以平面方式搁置在压力件上，以尽可能地限制隔膜相对于压力件的横向运动的自由度。

19、与此相反，气动移动的致动元件总是相对于驱动单元保持在固定的轴向位置，即，它不与压力件和锁定钩一起上下移动。致动元件例如安装到隔膜阀的驱动壳体。

20、优选地，锁定钩被弹簧加载在关闭位置，使得由气动移动的致动元件施加到打开位置的力是必要的，并且当由气动移动的致动元件施加的推动力减小时，锁定钩由于弹簧效应而移动到关闭位置。

21、还可以想到例如借助于感应接近开关来检测气动移动的致动元件的位置和/或锁定钩的位置。

22、气动移动的致动元件例如是具有可线性地移位的活塞的气压缸，活塞的轴向端部与锁定钩上的压力表面配合。如果活塞受到压缩空气的作用并被推出气压缸，则活塞经由压力表面作用在锁定钩上，并使该锁定钩枢转，优选地枢转到打开位置。

23、活塞优选地垂直于冲程方向对准，以便能够产生最佳的杠杆效应来枢转锁定钩。

24、单个锁定单元中的气压缸的数量尤其取决于压力件的尺寸。在许多情况下，使用单个气压缸就足够了，然而每个锁定单元也可以使用两个或更多个气压缸。

25、为了防止锁定钩的意外打开，压力表面可以被构造和布置成当隔膜阀处于其关闭位置时相对于活塞轴向地移位，使得活塞和压力表面之间不可能接触，即气动移动的致动元件和锁定钩之间不接触。

26、可以设想提供特定的更换位置，在该更换位置，压力件沿驱动单元方向的行程方向最大程度地缩回，气动移动的致动元件和锁定钩之间的接触仅在该更换位置可能发生。因此，只有当驱动单元将压力件向上移动到更换位置时，才可能更换配件。在更换位置，隔膜没有抵靠配件的阀座搁置。

27、例如，压力表面相对于气压缸横向于冲程方向凹入地弯曲，而压力表面沿着冲程方向不弯曲。该弯曲用于使活塞端部居中，以在活塞移动运动期间实现施加到锁定钩上的均匀力。沿着冲程方向的直线延伸确保了在锁定钩的枢转运动和压力表面相对于冲程方向的相关倾斜时，活塞的端部能够沿着压力表面滑动。为了进一步减小摩擦损失，与压力表面接触的活塞端部优选为圆形。

28、优选地，锁定单元包括压力件上的至少一个弹簧元件，该弹簧元件尤其将锁定钩推动到关闭位置。以这种方式，锁定钩可以被配置成常闭，这代表了保持锁定钩与隔膜的锁定结构接合的安全措施。

29、在这种情况下，优选地，只有锁定单元的打开(即锁定钩向打开位置的运动)由气动移动的致动元件引起，而锁定单元的关闭(即锁定钩在活塞返回运动到缩回位置之后转移到关闭位置)由弹簧元件执行。

30、在一个优选的变型中，弹簧元件是固定到压力件的至少一个压缩弹簧。例如，压缩弹簧容纳在与压力件一体形成的安装件中，或者容纳在牢固地紧固到压力件的安装件中。压缩弹簧尤其是螺旋弹簧。

31、在一个可能的变型中，两个压缩弹簧彼此平行地布置在压力件上、平行于气压缸的活塞排列、并且布置在气压缸的两侧。然而，例如，根据隔膜阀的标称尺寸和操作期间作用在隔膜上的抽出力，可以仅提供一个单个或两个以上的压缩弹簧。

32、为了限制锁定钩向打开位置的枢转运动，锁定钩可以具有至少一个突起，该突起指向压力件并形成用于锁定钩的枢转运动的端部止动件。当突起接触压力件时，弹簧元件因此架空(bridged)。任何过大的力都会直接从锁定钩引入压力件中。

33、然而，关于锁定钩向关闭位置的枢转运动，锁定钩的最大枢转路径和弹簧元件的强度优选被选择得相当大，使得锁定钩和隔膜的锁定结构的形状和位置的公差能够被可靠地补偿，并且锁定钩总是以最小的预定预紧力搁置在隔膜的锁定结构上。在没有行进到最大枢转路径的情况下，通过弹簧元件的弹力而增加的相对压力自动地提供对锁定钩的止挡。因此，始终确保了驱动单元和隔膜之间的牢固连接。

34、如果弹簧元件始终将锁定钩推动到关闭位置，则在隔膜阀的正常操作期间，弹簧元件也会在整个行程中固定锁定钩。

35、驱动单元例如可以包括恰好一个或恰好两个压力件。隔膜相应地设置有恰好一个或恰好两个锁定结构。如果提供两个压力件，则压力件尤其可以彼此独立地移动，因此多个阀座可以借助于一个单隔膜彼此独立地打开或关闭。

36、本发明既可以用于具有一个单阀座的配件，也可以用于具有两个阀座的配件。因此，驱动单元具有恰好一个或恰好两个压力件，在每个压力件上设置有单个锁定钩。

37、上述目的还通过一种隔膜阀来实现，该隔膜阀具有如上所述的驱动组件和安装到驱动组件的配件，锁定钩在关闭位置与隔膜上的锁定结构接合。

38、隔膜阀例如是流体系统的一部分，比如具有多个隔膜阀和配件的阀岛，这些隔膜阀和配件并排布置成一排、环形、矩形或大致呈矩阵状。在这种系统中，经常需要同时更换多个相邻的配件。如上所述，单个隔膜阀的锁定单元的气动移动的致动元件允许半自动地更换配件。为此目的，所有相关隔膜阀的气动移动的致动元件由中央控制单元同时致动，使得其锁定单元同时打开并且锁定钩枢转到打开位置。因此，可以在一个单次操作中更换所有配件。一旦配件被更换，则中央单元可以切断对气动移动的致动元件的压缩空气供应，使得锁定单元再次关闭，特别是通过弹簧元件关闭，并且所有锁定钩移动返回到关闭位置。

39、例如，压缩空气可以由阀岛的控制介质连接提供。

40、锁定单元应该被配置成使得可以在不具有工具的情况下将配件从驱动单元移除并安装到驱动单元。因此，可以很容易地手动更换配件。

41、例如，只有锁定单元的打开是通过气动移动的致动元件的致动来实现的。

42、为了补偿由气动移动的致动元件施加到压力件上的偏心力，压力件可以具有支撑结构，该支撑结构与阀固定结构配合以固定压力件防止旋转。例如，阀固定结构牢固地固定到驱动单元的驱动壳体。当支撑结构抵靠搁置在阀固定结构上时，驱动壳体可以通过相对于压力件的中心轴线偏移的作用力来吸收由气动移动的致动元件产生的关于冲程方向的扭矩。

43、例如，支撑结构可以是压力件上的轴向突起，该突起与从驱动壳体径向地向内突出的止动销配合。在另一变型中，支撑结构是沿行程方向延伸的梁，该支撑结构牢固地连接到压力件，并在驱动壳体中的配合纵向凹槽中被引导。

44、锁定钩和隔膜之间的连接通常仅用于将压力件连接到配件的隔膜，以将驱动单元的驱动运动传递至隔膜，尤其是在打开运动期间。

45、为了将配件本身固定到驱动组件上，可以在驱动单元上设置多个导向杆，例如，这些导向杆特别地沿着压力件的运动轴线从驱动单元突出，并且配件安装在这些导向杆上，使得配件借助于导向杆相对于驱动单元在径向和周向方向上保持在适当位置，并且特别地固定抵抗围绕运动轴线倾斜和旋转。

46、在一个优选变型中，配件布置在驱动单元和固定单元之间，该固定单元将配件固定到驱动单元。固定单元包括：例如具有开口的板，使得该板适于装配到导向杆上；和固定机构，该固定机构例如为偏心杆的形式，该固定机构可以手动地或以自动方式被致动，以将固定单元和配件夹紧到导向杆的所需的轴向位置。