Поршневой блок с гибкими мембранами Советский патент 1993 года по МПК F16L55/02 F16K47/00 F15B15/10 

Изобретение касается поршневого бло- ka с гибкими- герметичными мембранами, Которые расположены на противоположных |концах поршня и адаптированы действо- |вать в направлении друг к другу посредст- вом вакуума.

Цель изобретения состоит в создании |поршневого блока, содержащего роллинго- |вые мембраны, которые подвергаются воз- Ьействию в направлении друг к другу с помощью вакуума, чтобы создавать контакт |с поверхностью поршня, но в котором вышеназванные недостатки устранены, и предприняты меры для выполнения конструкции блока таким образом, что все части роллин- |говой мембраны постоянноподвергаютсяпо существу однородному воздействию псни- |женного давления.

Другая цель изобретения состоит в со- |здании поршневого блока, в котором обеспечивается хороший контакт роллинговой мембраны с поршневой поверхностью, так что образование складок, вздутий или трещин устраняется.

Дальнейшая цель изобретения состоит в создании поршневого блока, в котором существующая роллинговая мембрана подвергается минимальному напряжению, так что обеспечивается хорошая герметичность даже.во время длительной работы.

На фиг. 1 изображен &ид в поперечном сечении поршневого блока согласно изобретению; на фиг. 2 - вид поршня на фиг. 1 сверху; фиг. 3 - вид в сечении части цилиндрической стенки на поршневом блоке согласно фиг. 1.

Вариант реализации поршневого блока согласно изобретению, показанный на фиг.

00 GJ 00 VI О О

CJ

1, выполнен как устройство компенсации давления для поглощения всплесков давления в линии, но изобретение может также использоваться в поршневых блоках, используемых для других целей, например, в качестве насосов для подвергающихся нагнетанию пищевых продуктов, как блоки клапанов и другие известные применения. Поршневой блок 1 согласно изобретению выполнен как блок компенсации давления, который пневматически амортизирует и ослабляет пики давления в соединительной линии, и содержит цилиндр 2 с верхней концевой стенкой 3 и нижней концевой стенкой 4, которые соединяют цилиндр с соединительными патрубками, через которые, например, адаптирован течь, т.е. транспортироваться нагнетаемый пищевой продукт.

В цилиндре 2 имеется поршень 6, у которого диаметр меньше, чем внутренний диаметр цилиндра 2, и который герметизирован относительно цилиндрических стенок с помощью передней роллинговой мембраны 7 и задней роллинговой мембраны 8. Задняя роллинговая мембрана 8 имеет центральное отверстие для поршневого штока 9 поршня 6, который далее проходит через соответствующее отверстие в торцовой стенке 3, которая содержит направляющую поршневого штока и/или герметизирующее уплотнение 10 поршневого штока. Другой конец поршневого штока 9 образован с направляющим кулачком 11, который предназначен в крайних положениях поршня 6 воздействовать на клапанное устройство 12, известное само ло себе, которое будет описано подробнее ниже.

Так как поршень 6, как сказано выше, имеет меньший наружный диаметр, чем внутренний диаметр цилиндра 2, образуется кольцевая вакуумная камера 13 между поршнем и цилиндрической стенкой, которая ограничена сверху и снизу двумя рол- линговыми мембранами 7 и 8, Вакуумная камера 13 соединена с обычным вакуумным устройством 14, например, поршневым насосом, посредством вакуумной линии 15, которая проходит через стенку цилиндра 2 и открывается в распределительную камеру 16, проходящую в продольном направлении цилиндра, которая имеет форму удлиненной выемки в цилиндрической стенке и отделена от фактического цилиндра пластиной 17, которая образована е несколькими сквозными отверстиями 18. Вакуумная линия 15 расположена, по существу, на уровне с центральной частью поршня 6, когда поршень находится в своем среднем положении, т.е. одинаково удален от своих дву-х концевых

положений. Длина распределительной камеры 16 в продольном направлении цилиндра 2 такова, что ее два наружных конца частично закрываются смежными перекатывающимися кромками роллинговых мембран 7, 8. В крайних положениях поршня 6 одна или другая из двух роллинговых мембран 7, 8 будет закрывать, по существу, половину длины распределительной камеры, в то

0 время, как ближайшая кромка противоположной роллинговой мембраны будет полностью снаружи пластины 17. Безотносительно к данному положению поршня 6 тем самым, по крайнем мере, половина площади пласти5 ны 17 будет в соединении с вакуумной камерой 13, что обеспечивает, что вакуумное устройство 14 будет иметь возможность через линию 15 поддерживать непрерывно требуемый вакуум в камере помех со стороны

0 роллинговых мембран 7, 8, прилипающих к части цилиндрической стенки, когда вакуумная линия 15 открыта в цилиндр. Это обеспечивает не только непрерывное поддерживание , требуемого вакуума, но и также дает возмож5 ность непрерывно контактировать преобладающий вакуум, что наиболее важно, так как изменение вакуума указывает, что образовалась утечка в одной из мембран 7, 8.

В то время как задняя роллинговая мем0 брана 8 с помощью центрального отверстия, предназначенного для поршневого штока 9, поддерживается по существу по центру относительно поршня 6 и цилиндра 2, передняя мембрана 7 может слегка пере5 мещаться вбок при неравномерном напряжении, так как она не закреплена на плоской торцовой поверхности поршня 6, а просто покоится на ней благодаря перепаду давления между вакуумной камерой 13 и

0 входным и выходными патрубками 5. Для Обеспечения, чтобы вакуум в камере 13 воздействовал на роллинговые мембраны 7, 8 равномерно по всей их свободной поверхности с тем, чтобы не допускать образова5 ния вздутий и складок, поршень 6 согласно изобретению образован с несколькими вакуумными патрубками 19, которые.размещены в основном в торцовых поверхностях поршня 6, но могут также проходить по

0 кромке торцовой поверхности и до смежных частей поршня, которые соответственно цилиндрические, но имеют более узкие конические или скругленные участки, смежные с торцовыми поверхностями. Вакуумные пат5 рубки 19, расположенные в торцовой поверхности поршня 6, проходят, по существу, радиально и соединяются с помощью ряда кольцевых канавок 20, включенных в поверхность, так что образуются распределительные пространства для вакуума, и промежуточные части торцовой поверхности поршня 6, находясь на одинаковой высоте друг с другом, служат в качестве опорных поверхностей для роллинговой мембраны 7. Вакуумные патрубки 19, как сказано выше, могут проходить частично вдоль периферийной части поршня, но также можно образовать поршень с внутренними каналами, которые соединяют периферийную центральную часть поршня с торцовыми поверхностями поршня. Путем образования соединения между центральной частью торцовой поверхности поршня и вакуумной камерой 13 обеспечивается условие, что пространство между верхней частью поршня и передней роллинговой мембраной 7 может быть вакууминизировано, даже если, как общий случай, первый контакт между поршнем 6 и роллинговой мембраной 7 происходит в кольцевой форме вдоль кромки верхней части поршня.

Контакт между поршнем 6 и роллинго- выми мембранами 7, 8 особенно трудно обеспечить, когда поршень достигает своих крайних положений, т.е. когда в силу изменений давления в линии 5 он перемещается в места, близкие к его концевым положениям. Для обеспечения удовлетворительного ослабления движений поршня 6 (и тем самым хорошего ослабления максимальных импульсов давления, происходящих в линии 5) для предотвращения поршня б достигать своих механических концевых положений, используется, как сказано выше, направляющий кулачок 11 для воздействия на клапанное устройство 12. Клапанное устройство 12 соединено с воздушной камерой 21, расположенной между роллинговой мембраной 8 и верхней торцовой стенкой 3 цилиндра, которая через клапан может соединяться, с одной стороны, с резервуаром давления 22. Это происходит в случае, когда направляющий кулачок 11 управляет верхним рабочим рычагом 23 на клапане 12 - и, с другой стороны, с выходным отверстием 24 для выпуска в атмосферу - что происходит в случае, когда направляющий кулачок 11 действует на нижний рабочий рычаг 25 на клапане 12. Умеренные изменения давления в линии таким образом будут ослабляться в силу перемещения поршня 6 под воздействием воздушного объема, заключенного в камере 21, тогда как более сильные изменения давления вызывают воздействие на клапан 12 таким образом, что давление в камере 21 повышается или пони5 жается, чтобы затормозить поршень перед тем, как он достигнет своего механического концевого положения при движении вперед или назад соответственно. Это обеспечивает не только хорошую компенсацию давле0 ния в линии, но и также означает, что нагрузки на две роллинговые мембраны всегда поддерживаются в рамках основанных пределов.

Путем образования согласно изобрете5 нию выхода фактической вакуумной линии, а также верхней части поршня с распределительным районом, обеспечивается условие, что равномерный и постоянный вакуум может поддерживаться между роллинговы0 ми мембранами, в результате чего опасность образования воздушных пузырьков и асимметричного контакта между роллинговой мембраной и поршнем может быть значительно снижена. Благодаря этому мембрана

5 равномерно подвергается напряжению по всей своей поверхности, с соответствующим снижением риска образования трещин или других повреждений.

0 Формула изобретен и я

1. Поршневой блок с гибкими мембранами, содержащий цилиндр с верхней и нижней крышками и вакуумной линией, выполненной в стенке цилиндра, поршень с

5 мембранами, расположенными на противоположных торцах с возможностью перемещения под действием вакуума, отличающийся тем, что, с целью обеспечения постоянного контакта между поршневой по0 верхностью и гибкой мембраной, поршень снабжен вакуумными патрубками,

2. Блок по п. 1,отличающийся тем, что поверхность поршня снабжена выемками, выполненными в форме канавок, а пор- 5 шневые части, образующие опорные поверхности для мембраны, расположены между канавками.

3. Блок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что свободная поверхность поршня 0 имеет рисунок радиальных патрубков, соединенных с канавками, образованными в поверхности.

Фиг. Z

22

Фиг.З

Использование: для транспортирования и манипулирования жидких продуктов, которые требуют хорошей гигиены, например, пищевые продукты, такие как молочные продукты. Сущность изобретения: в поршневом блоке, используемом в качестве устройства компенсации давления, изменения давления в производственной линии ослабляются, так как сторона поршня, удаленная от производственной линии, подвергается переменному воздушному давлению. Гибкие герметичные (роллинговые) мембраны расположены с обеих сторон поршня и охватывают между собой камеру, которая соединена с источником вакуума с тем, чтобы обеспечить контакт мембран с поршнем. Вакуум распределяется в камере с помощью вакуумной линии с увеличенной выходной зоной и распределяется по торцовым поверхностям поршня посредством системы патрубков в поршне. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.