Кран-распределитель потоков Советский патент 1982 года по МПК G01N31/08 

() КРАН-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОТОКОВ

- , Л

Изобретение относится к средствам автоматики и может быть исполь зовано, в частности, в хроматографии. V

Известен кран-распределитель газовых потоков для хроматографов,содержащий основание с распределительньми каналами, шток и привод штока CU.- :,/

Недостатком этого крана является возможность его ИСПОЛЬЗОВАНИЯ тог}ько при низких давлениях распределяемого потока , так как этс давление воздействует на мембрану привода и ограничивается ее прочностными характеристиками.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кран-распределитель потоков, содержащий основание с распределительными каналами, корпус с полостью,мем брану, закрепленную между корпусом и основание}, шток и привод штока. Давление распределяемого потока .

воспринимается мембраной, закрепленной между основанием и корпусом, диаметр ее практически равен диаметру штока, перекрывающего отверстия распределительных каналов 2,

Недостатком этого крана является снижение его надежности при эксплуатации в области максимально дрпу:стимых давлений распределяемого потока, исходя из допустимой разрывной

10 силы, воспринимаемой мембраной.Это объясняется тем,что для перекрытия потока с более высоким давлением требуется увеличение удельного давления на мембрану со стороны штока,

15 в результате чего материал мембраны, не встречая противодействия в зоне отверстий распределительных каналов, затекает в них, что приводит к частому залипанию мембраны при от20

.крытии крана. При дальнейшем увеличении удельного давления на мембрану

со стороны штока происходит прогрессирующее разрушение материала мем3браны на кромках отверстий распреде лительных, каналов. При использовани двойной мембраны (для обеспечения химической стойкости крана), состоя щей из мембранного полотна и фторопластовой пленки, последняя разрушается даже при более низких давлениях. Кроме того,в данном кране сила, необходимая для перекрытия потока, величина которой зависит от площади мембраныf охватывающей два отверсти распределительных каналов, весьма велика, что приводит к увеличению габаритов привода и крана в целом. Цель изобретения - увеличение верхней границь диапазона давлений распределяемого потока и уменьшение габаритов крана. Указанная цель достигается тем,, что кран, содержащий основание с распределительными каналами, корпус с полостью, мембрану, закрепленную между корпусом и основанием, шток и привод штока, снабжен толкателем, установленным в полости корпус между мембраной и штоком, в корпусе над мембраной выполнена канавка, соединенная с полостью корпуса, пер вый распределительный канал выполнен соосно полости корпуса, а второ распределительный канал выполнен под канавкой корпуса, в торце толкателя, обращенном к мембране, выполнена лунка, соединенная каналом полостью корпуса, причем диаметр и глубина лунки определяются соотношениямиал (1,05 - 2) dKQM, Ьд (0,25 - 0,5) . где а и Ьл - диаметр и глубина лун ки соответственно; аадч - диаметр распределител ного канала. На чертеже показана схема кранараспределителя потоков. Кран содержит основание 1 с первым распределительным каналом 2 и вторым распределительным каналом 3, корпус Ц с полостью 5. мембрану 6, шток 7, подпружиненный привод штока 8, толкатель 9 канавку 10, выполненную, в корпусе t,лунку 11 И канал 12, выполненные в толкателе ограничитель 13, выполненный в корпусе k,2Кран работает следующим образом. При отсутствии управляющего сигнала привод 8-через шток 7 и толкатель 9 прижимает мембрану 6 к основанию 1, перекрывая первый распределительный канал 2. При этом материал мембраны 6, не испытывая прижимающего усилия в зоне лунки 11 толкателя 9 не затекает в канал 2. Более того, под действием давления распределительного потока мембрана выгибается в сторону лунки 11 и прижимается к ее поверхности, которая и воспринимает это давление, ограничивая напряжения мембраны в допустимых пределах, от давления распределяемого потока. Для того, чтобы под лункой 11 толкателя 9 не образовался замкнутый объем воздуха, который сможет передать мембране 6 прижимающее усилие толкателя 9 в зоне отверстия распределительного ка,нала 2, воздух из лунки отводится через канал 12 в полость корпуса 5 причем диаметр канала 12 выполняется значительно меньшего размера, чем диаметр распределительного канала 2, что практически снимает возмо йность разрушения мембраны на кромках отверстия канала 12. При подаче управляющего сигнала на привод 8 шток 7 перемещается вверх, освобождая толкатель 9- Толкатель 9 и мембрана 6 перемещаются под действием давления распределяемого потока, и первый распределительный канал 2 открывается, после чего распределяемый поток поднимает мембрану под канавкой 10, выполненной в корпусе Ц, и проходит во второй канал 3, причем величина прогиба мембраны 6 под толкателем 9 и под канавкой 10 ограничивается. Под толкателем 9 величина прогиба определяется перемещением толкателя 9 ограниченным ограничителем 13, а под канавкой 10 - глубиной этой канавки,причем величина прогиба выбирается таким образом, чтобы обеспечить необходимый проток и ограничить деформацию мембраны, а следовательно, и напряжений в ней в допустимых, пределах. Эффективность предлагаемого изобретения определяется уменьшением эксплуатационных затрат ,за счет увеличения надежности крана. Формула изобретения. Кран-распределитель потоков,содержащий основание с распрёделительными каналами, корпус с полостью, мембрану, закрепленную между корпусом и основанием, шток и подпружиненный привод штока, о т л и ч а tout и и с я тем, что, с целью увели чения верхней границы диапазона давлений распределяемого потока и уменьшения габаритов крана, он снаб жен толкателем, установленным в полости корпуса между мембраной и штоком, в корпусе над мембраной выполнена канавка, соединенная с по лостыр корпуса,первый распределительный канал выполнен соосно полос ти корпуса, а второй распределитель ный канал расположен под канавкой, в торце толкателя, обращенном к мембране, выполнена лунка, соединен 26 ная каналом с полостью корпуса, причем диаметр и глубина лунки определяются соотношениями dft (1,05 - 2) dWn hrt (0,25 - 0,5) , где бу«. - диаметр распределительного канала; df - диаметр лунки; Ьд - глубина лунки. Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 177151, кл. G 01 N 31/08, 196. 2,Авторское свидетельство СССР № 601612, кл. G 01 N 31/08, 1,976 (прототип).