Изобретение относится к арматуростроению.
Известен клапан с запорным органом в виде
эластичной мембраны, снабженной центральной упрочняющей вставкой и взаимодействующей
с наклонным седлом. Причем периферийные
кромки запорной мембраны зажаты между
крышкой и корпусом и выполнены с выпуклым кольцевым участком 1 .
Недостатком известной конструкции является невысокая долговечность заборной мембраны
, поскольку выпуклый кольцевой участок в поперечном сечении имеет постоянную форму
полуокружности.При этом перемещение мембраны при ее переходе из открытого в закрытое положение
сопровождается изменением не только раДиуса кривизны кольцевого участка, но и значительным
изменением формы его поперечного сечения - из дуги окружности в сИнусообразную
кривую с прилегающей прямой частью, что сопровождается значительными деформациями
материала, из которого изготовлена мембрана. На закрепленной кромке постоянно происходит
загибание и отгибание, чередование которых приводит к разрыву мембраны.
С целью повыигения долговечности мембраны ее центральный участок в открытом положении
клапана расположен на одном уровне с периферийными кромками, а выпуклый кольцевой
участок в поперечном сечении имеет форму полуокружности с переменной длиной дуги,
причем минимальная длина дуги соответствует участку, наименее удаленному от седла, а максимальная
- участку, наиболее удаленному от седла.
Такое выполнение обеспечивает сохранение геометрии мембраны, как в крайнем нижнем,
так и в крайнем верхнем, и в любых промежуточных положениях, одновременное и равномерное
осуществление всех дефо маций по всему выпуклому кольцевому участку. При этом
материал мембраны подвергается только простой нагрузке на изгиб.
На фиг. 1 изображен клапан в открытом положении , разрез; на фиг. 2 - то же, в закрытом
положении; на фиг. 3 и 4 - запорная мембрана, соответственно вид сверху и снизу;
на фиг. 5, 6 и 7 - мембрана в процессе работы в крайнем верхнем положении, соответci-вующем открытому положению клапана, в феднем рабочем положении и в крайнем нижнем
Чтоложении, соответствующем закрытому положению клапана; на фиг. 8 - мембрана,
вариант ее использования в качестве запорного органа обратного клапана-, на фиг 9 - то же,
вариант ее использования в мембранном насосе .
Клапан состоит из корпуса 1, в котором выполнено наклонное седло 2, и крышки 3.
Между корпусом 1 и крышкой 3 посредством винтов 4 зажата периферийная кромка 5
мембраны 6, центральный участок мембраны выполнен с упрочняющей вставкой 7, снабженной
вилками 8, которые посредством цапфы или болта 9 соединены со ншинделем 10, снаб женном маховиком 11.
В зоне между закрепленной периферийной кромкой 5 и центральным участком с упрочняющей
вставкой 7 мембрана 6 вьшолнена с эыпуклым кольЙевым участком 12, имеющим
в поперечном форму полуокружности с переменной данной дуги, при этом центры
выпуклости расположены в точках Oi и Oj.
Форма мембрат после ее изготовления
соответствует форме которую мембрана имеет в среднем рабочем положении. В этом положении
закрещенная периферийная кромка 5 мембраны 6, центры Oj и Oj выпуклого участка
и точка крепления шпивдёля 10 к. упрочняющей вставке 7 расположены в общей плоскости
13, параллельной оси проточного канала корпус 1, причем центры 01 и Оа расположены симмерично
относительно точки крепления шпинделя . Между центральным участком мембраны
и плоскостью 13 образован угол а 20°. Высота h левого и правого выпуклого j iacTKa
мембраны повсюду одинакова.
При перемещении шпинделя 10 вверх маховиком
11 цешральньт участок мембраны 6с упрочняющей вставкой 7 приподнимается с
седла 2 и в открытом состоянии клапана выводится в положение вне проточного канала.
Поскальку при подъеме мембраны левый вып клый участок с меньшей длиной дуги проходит
меньщий путь .чем правый участок с большей дугой, происходит подъёмно-поворотное
движение. В открытом положении (фиг.5) yi-ол а становится равным 10°, соответственно, в
в закрытом - его величина составляет 30°.
Из фиг. 7 видно, что радиус правого выпуклого
участка больше радиуса левого участка. Приоткрытии же клапана происходит равноШй
.;ff if - мерное сужение правого j iacTKa и, соответственно
, уменьшение радиуса дуги, тогда как левый y actoK расширяется, что сопровождается
увеличением радиуса соответствующей ему дуги. Изменение радиусов выпуклого участка
мембраны незначительно, в связи с чем при . движении мембраны не возникают силы, вызываюище
усталость материала, из которого она изготовлена, что обеспечивает возможность
применения менее гибких материалов с большой прочностью и коррозионной стойкостью,
при использовании мембраны 6 в качестве запорного органа обратного клапана (фиг. 8)
в ее вьшуклых кольцевых участках: выполнены окна 14 и 15.
При использовании мембраны 6 в мембранном насосе (фиг. 6) она прикреплена к рычагу
16, шарнирно закрепленному на эксцентрично расположенной цапфе 17 вала 18. В нижней
части корпуса выполнены каналы 19, 20 и 21, в которых установлены подпружшенные
шариковые клапаны I 22 и 23.
При вращении вала 18 мембрана 6 постоянно
поднимается и опускается,перекачивая жидкость, поступающую в мембранную полость
через канал 19 и выходящую из нее через канал 20.Формула изобретения
Клапан, содержащий корпус с крьшпсой, в котором вьшолнено наклонное седло и установлен
запорный орган в виде эластичной мембраны , центральный участок которой, взаимодействующий
с седлом, снабжен упрочняющей вставкой, а периферийная кромка вьшолнена
с вьшуклым кольцевым 3 jactKOM и :зажата между крышкой и корпусом, о т л и ч а ющ
и и с я тем, что, с целью повышения долговечности мембраны, ее центральный участок в
открытом положении клапана расположен на одном уровне с периферийной кромкой, а выпуклый
кольцевой участок в поперечном сечении имеет форму полуокружности с переменной
длиной дуги. Причем минимальная длина дуги соответствует участку, йаименёе удаленному
от седла, а максимальная - участку, наиболее удаленному от седла.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 896878, кл. 47 g- 1/03,
опублик. 1952.