NO170818B - Membranventil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen omfatter en membranventil omfattende et hus forsynt med innløps- og utløpsåpning og tilpasset for innføring i et rør, en hylseformet elastisk membran plassert inne i nevnte hus hvor den. strekker seg mellom nevnte åpninger og er tilpasset for å kunne oppta tverrgående belastninger fra utsiden påført fra et trykkfluid, idet veggen til nevnte elastiske membran har midler til økning av veggens stivhet, og hvor nevnte ventil i tillegg har et kjernelegeme plassert sentralt i membranen og hvor sistnevnte sammen med nevnte kjernelegeme definerer passasjen gjennom ventilen, hvilken membran under sin ubelastede tilstand befinner seg i en radiell avstand fra kjernelegemet for å holde nevnte passasje åpen, men hvor den i sin fullt belastede tilstand ved en langsgående midtseksjon blir presset mot kjernelegemet for å holde nevnte passasje stengt.

En membranventil av denne type er blitt gjort kjent gjennom det franske patentskriftet 1.595.857. Med det formål å øke stivheten til den fleksible membranen, blir det i denne kjente ventilen benyttet et mellomliggende lag bestående av kryssende tråder som er viklet i spiral rundt membranens akse. Trådene strekker seg mellom membranens ender, og er hovedsakelig gjennom en vulkaniseringsprosess festet til membranens elastiske materiale langs hele sin lengde.

Denne membranutformningen, som vanligvis består av vulkanisert natur- eller syntetisk gummi, har flere ulemper. F.eks. vil tilvirkningen av membranen kreve en oppbygning i flere lag som krever flere vulkaniseringstrinn. Videre vil det, som følge av den faste forbindelsen mellom de lange trådene og membranens elastiske materiale, oppstå skjærspenninger mellom nevnte materiale og nevnte tråder når membranen bøyes mot kjernelegemet, hvilke skjærspenninger i det lange løp vil kunne føre til fremvekst av sprekker. Videre ser det ut til at i den langsgående midtseksjonen vil flettverket av tråder hemme sammentrykningen av det elastiske materiale i periferiretningen så mye at en pålitelig tetning kun oppnås når trykkfluidet har et relativt høyt overtrykk.

Oppfinnelsen har som formål å fremskaffe en membranventil av den innledningsvis nevnte type hvor den kjente ventilens ulemper i vesentlig grad er overvunnet og i tillegg fordeler som beskrevet nedenfor blir oppnådd. Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd ved at midlene til økning av membranens stivhet består av duk- eller lerretslag eller stenger av fjærstål, elastisk syntetisk materiale eller sammenlignbart materiale som kun strekker seg fra en ende av membranen til et område nær membranens langsgående midtseksjon, hvilken membran ved sin midtseksjon blir presset mot kjernelegemet under full belastning. I dette tilfellet er den langsgående membranseksjonen til stengning av ventilen fri for midler til avstivning av membranen, og er derfor svært bøyelig og lett sammentrykkbar i periferiretningen, slik at også ved et lavere overtrykk hos trykkfluidet er en pålitelig tetning garantert. Selv om membranavstivningsmidlene skulle være fast vulkanisert til membranens elastiske materiale, som er mindre enn halvparten så lange som de vanlige midlene, vil de introdusere betraktelig lavere skjærkrefter i membranen under bøying av denne slik at risikoen for sprekkdannelse i nevnte materiale også er mye mindre. Under tilvirkning av membranen vil hovedsakelig én vulkaniseringsprosess være tilstrekkelig. En ytterligere fordel ved de kortere membranavstivningsmidlene, er at under bøying av membranen mot kjernelegemet vil membranens langsgående midtseksjon på samme tid undergå periferisk sammentrykning og langsgående tøyning som følge av nevnte midlers bevegelse innover, slik at nevnte seksjons tendens til å redusere sin indre diameter økes, og følgelig oppnås en økning av tetningstrykket mellom membranen og kjernelegemet.

I mange tilfeller er det tilstrekkelig å plassere duk- eller lerretslagene eller stengene kun i membranens nedstrøms-parti. Det er kun i dette parti av membranen det vil være en stor fare for at membranen undergår en uakseptabel deformasjon som følge av den store forskjellen mellom trykket i trykkfluidet virkende på én side og trykket i fluidet i ventilåpningens innsnevrende nedstrømsparti virkende på den andre siden av membranen.

Det synes å være fordelaktig at midlene for økning av den elastiske membranens stivhet består av stenger hvis endeparti som vender bort fra membranens nevnte langsgående midtseksjon, strekker seg inn i en boring eller et spor i en støttering ved membranens relevante ende, for derved å forhindre nevnte endeparti fra å vippe, i det minste i radiell retning, når membranen er belastet og derved bøyd mot kjernelegemet. Dette eliminerer risikoen for at avstiv-ningsmidlenes nevnte endepartier vipper for derved å både tøye og sammentrykke membranens elastiske materiale lokalt på en svært ufordelaktig måte.

Videre blir det anbefalt å konstruere membranventilen på en slik måte at når avstivningsmidlene består av stenger, vil sistnevnte strekke seg med bevegelsesfrihet i passende hulrom som er dannet i membranens elastiske materiale. I dette tilfelle vil det knapt bli introdusert skjærspenninger mellom nevnte midler og nevnte stenger under bøyning av membranen.

De ovenfor nevnte og andre egenskaper ved oppfinnelsen vil belyses ved hjelp av beskrivelse av en utførelsesform vist på de vedføyede tegninger, hvor Fig. 1 viser et langsgående snitt av en membranventil i henhold til oppfinnelsen og illustrerer med heltrukne linjer ventilens stengte tilstand og med stiplede linjer ventilens åpne tilstand, og Fig. 2 viser et snitt langs linjen II-II på fig. 1 . Tegningen viser et sylindrisk hus 1 som har flenser 2 og 3 for tilkobling av ventilen til rør for transport av et fluid, f.eks. vann eller luft eller et annet fluid. Et legeme av elastisk materiale, f.eks. natur- eller syntetisk gummi eller et annet elastisk syntetisk materiale, er ført på plass i huset og festet til dette ved sammenklemming. Nevnte legeme består av en membran 4 som er sylindrisk når den er i sin ubelastede tilstand, et kjernelegeme 5 plassert sentralt i membranen og langsgående ribber 6 som knytter sammen membranen og, når membranen er i sin ubelastede tilstand, deler den da åpne passasjen gjennom ventilen inn i separate langsgående passasjer 7 som hver er stengt ved hjelp av en individuell del av membranen når denne er belastet. Trykkfluidet til belastning av membranen er tilført gjennom forbindelsesnippelen 8 inn til hulrommet 9 lokalisert mellom huset 1 og membranen 4. En membranventil som har en flerhet av separate passasjer, er beskrevet i det hollandske patentskriftet 99179. Ventilen, som er konstruert ifølge oppfinnelsen, skiller seg fra denne kjente ventilen gjennom egenskaper som vil bli forklart i det følgende.

Med det formål å øke membranens 4 stivhet for å forhindre den belastede membranens 4 deformasjon fra å avvike fra buen illustrert på tegningene, selv ved trykkbelastninger fra trykkfluidet og det ventilregulerte fluidet som er betraktelig høyere enn de vanlige belastningene på omtrent 3 atm, blir langsgående stenger 10 av fjærstål, elastisk syntetisk materiale eller sammenlignbart materiale, ifølge oppfinnelsen innlemmet som et konsentrisk lag i membranen. Disse stengene vil imidlertid kun strekke seg fra en ende av membranen til et område nær membranens 4 langsgående midtseksjon 11 som i ventilens stengestilling blir presset mot kjernelegemet 5 og holder ventilen stengt. Dette innebærer en fordel ved at membranens langsgående midtseksjon forblir bøyelig, og for tilpasningen av dens innside til kjernelegemets utside vil den ikke bare bli sammentrykket i periferiretningen men også gjennomgå en langsgående tøyning som følge av bøyingen av stengene mot kjernelegemet når membranen blir tvunget innover fra trykket i trykkfluidet. Dette fører til at en bedre tetning er garantert, og styringen av membranen synes å være mer pålitelig. Videre vil membranen kunne styres av et trykkfluid med lavere trykk enn vanlig.

De langsgående stengene 10 er hver med sitt endeparti nær membranens ende ført inn i et sirkelformet spor i en støttering 12 som har et snittområde i form av en liggende U og som er innlemmet i en ende av legemet 4, 5, 6 bestående av elastisk materiale. Denne ringen forhindrer stengenes nevnte endepartier fra å vippe radielt i det elastiske materiale til nevnte legeme 4, 5, 6, hvorved nevnte materiale lokalt blir både sammentrykket og tøyet når membranen 4 blir bøyd mot kjernelegemet 5, hvilket i det lange løp vil synes å være skadelig for det parti av legemet 4, 5, 6 som er i nærheten av dettes flenser.

Selv om stengene 10 kun strekker seg mellom membranens 4 ender og midtseksjonen 11, synes de å forhindre membranen fra uønskede deformasjoner selv under ekstreme forhold med tilhørende induserte maksimale trykkforskjeller virkende på den bøyelige membranen. Dette er årsaken til at det i flere tilfeller er tilstrekkelig å benytte nevnte stenger kun i nedstrømsdelen av membranen, hvor nevnte maksimale trykkfor-skjell finner sted, når ventilen er i stengestilling.

Støtteringene 12 kan åpenbart ha en sirkelformet rad med boringer i stedet for det sirkelformede spor, hvori endepartiene til stengene 10 er ført inn.

Støtteringenes 12 hulrom ved enden av legemet 4, 5, 6 holdes tett ved hjelp av tetningsringer 13 som kan holdes på plass ved hjelp av ventilens flensforbindelser.

De relativt korte stengene 10 kan lett føres inn i passende hulrom som på forhånd er utformet i membranen. I dette tilfellet er ikke nevnte stenger forbundet med det elastiske materialet i membranen gjennom vulkanisering eller noen annen prosess, men står fritt til å bevege seg i nevnte hulrom når membranen bøyes. Risikoen for sprekkdannelse i membranens elastiske materiale gjennom skjærspenninger er således svært liten. Hulrommene til de langsgående stengene 10 og støtteringene 12 kan dannes i det elastiske materiale til legemet 4, 5, 6 gjennom å plassere innsatser med nødvendig form og størrelse i formen til dannelse av nevnte legeme hvor innsatsene ikke fester seg til det elastiske materiale, slik at de kan fjernes fra nevnte legeme for å gjøre plass for nevnte stenger og støtteringer etter at legemet er blitt gjort ferdig og, hvis nødvendig, vulkanisert.

Claims (4)

1. Membranventil omfattende et hus (1) forsynt med innløps- og utløpsåpning og tilpasset for innføring i et rør, en hylseformet elastisk membran (4) plassert inne i nevnte hus hvor den strekker seg mellom nevnte åpninger og er tilpasset for å kunne oppta tverrgående belastninger fra utsiden påført fra et trykkfluid, idet veggen til nevnte elastiske membran har midler til økning av veggens stivhet, og hvor nevnte ventil i tillegg har et kjernelegeme (5) plassert sentralt i membranen og hvor sistnevnte (4) sammen med nevnte kjernelegeme (5) definerer passasjen gjennom ventilen, hvilken membran under sin ubelastede tilstand befinner seg i en radiell avstand fra kjernelegemet (5) for å holde nevnte passasje åpen, men hvor den i sin fullt belastede tilstand ved en langsgående midtseksjon (11) blir presset mot kjernelegemet (5) for å holde nevnte passasje stengt, karakterisert ved at midlene til økning av membranens (4) stivhet består av duk- eller lerretslag eller stenger av fjærstål, elastisk syntetisk materiale eller sammenlignbart materiale som kun strekker seg fra en ende av membranen (4) til et område nær membranens (4) langsgående midtseksjon (11), hvilken membran (4) ved sin midtseksjon (11) blir presset mot kjernelegemet (5) under full belastning.

2. Membranventil som angitt i krav 1, karakterisert ved at duk- eller lerretslagene eller stengene (10) er lokalisert kun i membranens (4) nedstrømsparti.

3. Membranventil som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at midlene for økning av den elastiske membranens (4) stivhet består av stenger (10) hvis endeparti som vender bort fra membranens nevnte langsgående midtseksjon (11) strekker seg inn i en boring eller et spor i en støttering (12) ved membranens relevante ende, for derved å forhindre nevnte endeparti fra å vippe, i det minste i radiell retning, når membranen er belastet og derved bøyd mot kjernelegemet.

4. Membranventil som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at midlene til økning av den elastiske membranens (4) stivhet består av stenger (10) som med bevegelsesfrihet strekker seg inne i passende hulrom som er utformet i membranens elastiske materiale.