Клапан Советский патент 1979 года по МПК F16K7/14 

(54) КЛАПАН

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.