CS256275B1

CS256275B1 - Diaphragm valve and Teflon functional parts

Info

Publication number: CS256275B1
Application number: CS86821A
Authority: CS
Inventors: Jiri Stepanek
Original assignee: Jiri Stepanek
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS82186A1

Abstract

Řešení se týká oboru membránového ventilu. Podstata řešení spočívá v tom, že k horní části membrány v místě nad vstupními otvory a výstupními otvory tělesa ventilu, je přes pružnou vrstvu připevněn prvek pro mechanické propojení membrány s jednou stranou jádra elektromagnetů, přičemž mezi druhou stranou jádra elektromagnetů je vložena tlačná pružina, a to přestavitelné.The solution relates to the field of diaphragm valves. The essence of the solution lies in the fact that an element for mechanical connection of the diaphragm with one side of the electromagnet core is attached to the upper part of the diaphragm at a location above the inlet and outlet openings of the valve body via a flexible layer, while an adjustable compression spring is inserted between the other side of the electromagnet core.

Description

Vynález se týká membránového ventilu s teflonovými funkčními částmi, obsahující membránu pro pl ošné těsnění vstupních a výstup nich otvorů^ upravených v rovinné ploše tělesa ventilu.,The invention relates to a diaphragm valve with Teflon functional parts comprising a diaphragm for the full seal of the inlet and outlet openings provided in the plane surface of the valve body.

V přístrojích a zařízeních používaných v chemických oborech je často nutné používat chemicky netečných, elektromagneticky ovládaných ventilů malých jmenovitých světlostí, zhotovených z teflonu nebo podobných hmot, Mechanické vlastnosti teflonu si vyžadují určité konstrukční zásady vyhovující vlastnostem použitého materiálu. Proto se převážně používají ventily s membránou zhotovenou z teflonu, protože jednoduše a spolehlivě dovolují oddělit ovládací mechanismus od ovládaného média,It is often necessary to use chemically inert, electromagnetically controlled valves of small nominal diameters made of teflon or similar materials in instruments and equipment used in chemical fields. The mechanical properties of teflon require certain design principles to suit the properties of the material used. Therefore, valves with a Teflon diaphragm are mainly used because they simply and reliably allow the control mechanism to be separated from the medium to be controlled,

V současně době jsou známy tři způsoby provedení těchto ventilů.At present, there are three known embodiments of these valves.

V prvním případě se vlastní uzavření provádí kuželkou ze vzácných kovů, např, z platiny nebo zlata, dosedající na teflonové sedlo. Ovládací síla na kuželku je poměrně malá a životnost ventilu je přijatelná.In the first case, the actual closure is carried out by a cone of precious metals, for example of platinum or gold, abutting on the teflon saddle. The actuation force on the plug is relatively small and the service life of the valve is acceptable.

Nevýhodou řešení je značná citlivost na kvalitu dosedací plo chy. Proto i malé množství mechanických nečistot unášených kapali nou ohrožuje životnost ventilu.The disadvantage of the solution is considerable sensitivity to the quality of the contact surface. Therefore, even a small amount of mechanical impurities entrained by the liquid endangers the life of the valve.

Podobně je řešen i další typ používaných ventilů, který se liší od předešlého tím, že uzavírací kuželka je z teflonu. Vlastnosti jsou podobné jako u předešlého typu. Protože teflonová kuželka při zachování dokonalé těsnosti systému nejde mechanicky spojit s membránou, zhotovují se oba díly v celku z jednoho materiálu.Similarly, another type of valves used, which differs from the previous one, is that the plug is made of Teflon. Properties are similar to the previous type. Since the Teflon plug cannot be mechanically connected to the diaphragm, whilst maintaining the perfect tightness of the system, both parts are made of a single material.

256 275256 275

Takto zhotovená membrána má však velmi nízkou životnost.The membrane thus produced has a very low lifetime.

U dalšího typu ventilů těsni membrána plošně na rovinnou pi ochu kolem vstupního a výstupního otvoru* Toto provedení je málo citlivé na mechanické nečistoty i na geometrii uzavíraných otvorů, které mohou mit libovolný tvar a může jich být i několik. Membrána je zhotovena z hladké félie, která je dokonale homogenní, a má proto vysokou mechanickou životnost.In another type of valve, the diaphragm seals flat on a flat seal around the inlet and outlet ports. * This design is less sensitive to mechanical impurities and to the geometry of the orifices that may have any shape and may be several. The diaphragm is made of a smooth film that is perfectly homogeneous and therefore has a high mechanical life.

Nevýhodou tohoto uspořádáni je nutnost používat značné síly pro přítlak membrány na těsnicí plochu. Tato sila je vyvolávána plynem o tlaku kolem 1,2 MPa, Aby nedocházelo ke škrceni protékajícího média otevřeným ventilem, používá se někdy ke zvedáni membrány podtlak. Ventil proto potřebuje ke své funkci zdroj tlakového plynu a zdroj vakua s příslušnými elektromagnetickými ventily, Oalší závažný nedostatek je možnost vniknutí stlačeného plynu nebo vakua do aparatury při poruše membrány.A disadvantage of this arrangement is the necessity to use considerable forces to force the membrane onto the sealing surface. This force is exerted by a gas at a pressure of about 1.2 MPa. In order not to throttle the flowing medium through the open valve, a vacuum is sometimes used to lift the diaphragm. The valve therefore requires a pressurized gas source and a vacuum source with associated solenoid valves to function. Another serious drawback is the possibility of compressed gas or vacuum entering the apparatus in the event of a diaphragm failure.

Mnohé z těchto nevýhod odstraňuje membránový ventil podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k horní části membrány v místě nad vstupními otvory a výstupními otvory tělesa ventilu je přes pružnou vrstvu připevněn prvek pro mechanické propojeni membrány s jednou stranou jádra elektromagnetu, přičemž mezi druhou stranou jádra elektromagnetu a krytem elektromagnetu je vložena tlačná pružina, jejíž sila je regulovatelná změnou výšky krytu elektromagnetu.Many of these disadvantages are overcome by a diaphragm valve according to the invention, characterized in that an element for mechanically connecting the diaphragm to one side of the electromagnet core is fastened to the upper part of the diaphragm at a position above the inlet and outlet openings of the valve body. a compression spring is inserted into the side of the electromagnet core and the electromagnet housing, the force of which is adjustable by varying the height of the electromagnet housing.

Výhodou membránového ventilu podle vynálezu je vysoká životnost membrány při její malé citlivosti na mechanické nečistoty. Není třeba používat žádných zdrojů tlakových plynů a vakua,takže je odstraněna možnost vniknuti plynů do systému. Pořizovací náklady jsou řádově nižší než u dosavadních provedení.The advantage of the diaphragm valve according to the invention is the high lifetime of the diaphragm with its low sensitivity to mechanical impurities. There is no need to use any sources of pressurized gases and vacuum, so that the possibility of gases entering the system is eliminated. The purchase costs are in the order of magnitude lower than in the previous embodiments.

Příklad provedení membránového ventilu podle vynálezu je znázorněn na obr, 1, který představuje schematický náčrtek membránové ho ventilu v řezu.An exemplary embodiment of a diaphragm valve according to the invention is shown in Fig. 1, which is a schematic cross-sectional sketch of a diaphragm valve.

Na vjíktesu je v tělese JL ventilu upraven vstupní otvor 12 a výst upni otvor 13, Na horní rovinnou plochu tělesa 2 ventilu doléhá membrána 2₍ přichycená po svém obvodu spojovacím členem 4, v jehož druhém konci je uchycen elektromagnet 10, l< horní straně membrány 2, w místě nad vstuprtím otvorem 12 a výstupním otvorem 13An inlet 12 and an outlet 13 are provided in the valve body 11 of the valve body. The diaphragm 2 ₍ attached to its periphery by a connecting member 4, the other end of which holds an electromagnet 10,1 < 2, w over the inlet port 12 and the outlet port 13

2S6 275 je pres pružnou vrstvu .3 připevněn prvek .11 spojený závitem s táhlem 6, které spojuje membránu 2 s jádrem _5 elektromagnetu 10» Mezi horní částí jádra _5 a krytem 7 elektromagnetu 10 je vložena tlačná pružina 8, která se jedním svým koncem opírá o pouzdro 9» navlečené volně na táhlo 6,a druhým koncem o vnitřní plochu krytu 7» Změnou výšky krytu 7 se nastavuje tlačná síla pružiny» Ve znázorněném příkladu prochází táhlo 6 pro spojení membrány 2 s jádrem _5 elektromagnetu 10 celým elektrcrnagnetem až k tlačné pružině 8»2S6 275 is fastened over a resilient layer 3 by a threaded element 11 connected to a rod 6 which connects the diaphragm 2 to the solenoid core 5. A compression spring 8 is inserted between the upper part of the core 5 and the solenoid housing 7. o the sleeve 9 »threaded loosely onto the rod 6, and the other end o the inner surface of the housing 7» By adjusting the height of the housing 7, the spring compression force is adjusted »In the illustrated example, the rod 6 for connecting the diaphragm 2 to the core 5 of the electromagnet 10 8 »

Membránový ventil podle vynálezu pracuje tak, že v klidovém stavu pružina 8, opírající se o kryt 7 a pouzdro 9 tlačí táhlem 6, připevňovacím prvkem 11 a pružnou vrstvou 3, na membránu 2_eVyvozeným tlakem se membrána mírně protlačí do vstupního otvoru 12 a výstupního otvoru 13 a z obou směrů uzavře protékající médium»Diaphragm valve according to the invention operates such that in the rest state the spring 8 is supported on the housing 7 and the sleeve 9 pushing the rod 6, the fastening element 11 and the elastic layer 3 and membrane 2 _e deduced pressure membrane slightly forced into the inlet 12 and the outlet opening 13 and closes the flowing medium from both directions »

Přivedením el» proudu do cívky elektromagnetu 10 se zasune jádro 5 o délku, rovnající se 0,15 až 0,2 průměru vstupního otvoru 12 a ventil se otevře» Seřizování zdvihu membrány 2 je provedeno otáčením táhla 6, -které je pevně spojeno s jádrem elektromagnetu _5, v závitovém spoji připevňovacího prvku 11» Protékající médium je proti úniku do okolního prostoru těsněno membránou 2, která je po celém obvody sevřena mezi tělesem 1 ventilu a spojovacím kusem 4» Rychlost otevření ventilu je odvislá od konstrukce elektromagnetu 5. a leží v oblasti kolem 50 ms. Pro správnou funkci ventilu je. nutné, aby tvrdost pružné vrstvy _3, která je s membránou 2 a spojovacím kusem 4 pevně spojena, se pohybovala mezi 45 až 50 Sh a specifický tlak na membránu byl 5 až 10 x vyšší než tlak uzavíraného me'dia. Velikost specifického tlaku na membránu 2 je silně závislá na hladkosti dosedacích ploch tělesa _1 ventilu a membrány 2. Seřizování specifického tlaku na membránu 2 se provádí změnou vzdáleností krytu 7 od elektromagnetu 10»Applying electric current to the coil of the electromagnet 10, the core 5 is inserted by a length equal to 0.15 to 0.2 in diameter of the inlet 12 and the valve is opened. The stroke of the diaphragm 2 is adjusted by rotating the rod 6 which is fixed to the core The flowing medium is sealed against leakage into the surrounding space by a diaphragm 2, which is clamped around the entire circumference between the valve body 1 and the connecting piece 4. The speed of opening of the valve depends on the construction of the electromagnet 5 and lies in around 50 ms. For proper operation of the valve is. it is necessary that the hardness of the elastic layer 3, which is firmly connected to the membrane 2 and the connecting piece 4, is between 45 to 50 Sh and the specific pressure on the membrane is 5 to 10 times higher than the pressure of the closed copper. The size of the specific pressure on the diaphragm 2 is strongly dependent on the smoothness of the bearing surfaces of the valve body 1 and the diaphragm 2. The specific pressure on the diaphragm 2 is adjusted by changing the distance of the cover 7 from the electromagnet 10 »

Mechanická odolnost membrány 2 je značně vysoká, ventily podle vynálezu při tloušíce membrány 0,1 mm a průměru 20 mm oThe mechanical resistance of the diaphragm 2 is very high, the valves according to the invention at a diaphragm thickness of 0.1 mm and a diameter of 20 mm

dosáhly 1,5 x 10 zdvihů bez znatelného opotřebení.reach 1.5 x 10 strokes without noticeable wear.

Claims

Diaphragm valve with Teflon functional parts, comprising a diaphragm for flat sealing of the inlet and outlet openings provided in the plane surface of the valve body, characterized in that to the upper part of the diaphragm (2), above the inlet openings (12) and the body outlet openings (13) (1) of the valve, an element (11) for mechanically connecting the diaphragm (2) to one side of the electromagnet (10) core (5) is secured over the resilient layer (3), wherein the electromagnet (10) is interposed between the other side A compression spring (8) is inserted by means of a cover (7) of the electromagnet (10) in an adjustable manner.