DD143530A5 - MEMBRANE AND ITS ARRANGEMENT IN GEHAEUSEN - Google Patents
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- DD143530A5 DD143530A5 DD21275179A DD21275179A DD143530A5 DD 143530 A5 DD143530 A5 DD 143530A5 DD 21275179 A DD21275179 A DD 21275179A DD 21275179 A DD21275179 A DD 21275179A DD 143530 A5 DD143530 A5 DD 143530A5
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Membran und deren Anordnung in Gehäusen, die eine vielseitige Anwendung findet, so zura Zu- oder Abschalten oder Regeln oder zum Pumpen oder Verdichten strömender Stoffe oder zum Heben oder Drücken von Gegenständen. Damit die Membran bei einheitlicher Grundform verschiedenartigste Anwendungen findet, zugleich in jeder Betriebsstellung bei geringen Raumformänderungen ausschließlich Druckspannungen ausgesetzt ist, und die Membran mit einer so hohen Eigenfestigkeit ausgestattet ist, daß sie ohne Zuhilfenahme fremder Bauteile abdichtet, wird vorgeschlagen, daß der an dem Rand anschließende Abschnitt an der zur Ebene des Einspannrandes gerichteten Seite konkav ausgebildet ist, die Wanddicke der Membran in Richtung vom Einspannrand bis zur Mitte hin ständig zunimmt und die Membran in allen Stellungen ihrer Bewegung im Bereich zwischen ihrem Einspannrand und der Mitte ein einziges, stets an gleicher Seite sum Einspannrand liegendes umlaufendes Ringgewölbe hat. Enntsprechend dem konkreten Anwendungsfall als Ventil mit Schräg- oder mit Geradsitz oder als ?\bsperrklappe werden Form und Dichtflächen festgelegt.The invention relates to a membrane and its arrangement in Enclosures, which finds a versatile application, so zura Zu- or Shut down or regulate or pump or compress flowing material or to lift or push objects. So the membrane at uniform basic form finds most diverse applications, at the same time in every operating position with small spatial form changes is exposed exclusively to compressive stresses, and the membrane with Such a high inherent strength is equipped that they without assistance seals foreign components, it is proposed that the on the Edge subsequent section at the plane of the clamping edge directed side is concave, the wall thickness of the membrane in Direction from Einspannrand to the middle constantly increasing and the Diaphragm in all positions of its movement in the area between her Einspannrand and the center a single, always on the same side sum Einspannrand lying circulating ring arch has. Enntsprechend the concrete application as a valve with diagonal or straight seat or as a butterfly valve shape and sealing surfaces are specified.
Description
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Membran und deren Anordnung in GehäusenMembrane and its arrangement in housings
Die Erfindung betrifft eine Membran und deren Anordnung und Betätigung in zugeordneten Gehäusen.The invention relates to a membrane and its arrangement and actuation in associated housings.
Bisherige Membranen haben verschiedenartigste Erscheinungsformen und Anwendungen. Auch unterliegen sie bei ihrer Betätigung starken Formänderungen, so daß sie bald verschleißen·Previous membranes have a variety of manifestations and applications. They are also subject to strong changes in shape during their operation, so that they wear out soon ·
Die Erfindung bezweckt bei einheitlicher Gpundform der Membran verschiedenartigste Anwendungen, sowie die Gewährleistung der Dichtheit*The invention aims at a uniform Gpundform the membrane various applications, as well as ensuring the tightness *
Darlegung des Wesens der Erfindung Presentation of the essence of the invention
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Membran zum Zu- oder Abschalten oder Hegeln oder zum Pumpen oder Verdichten strömender Stoffe oder zum Heben oder zum Drücken von Gegenständen zu schaffen, die bei einheitlicher Grundform verschiedenartigste AnwendungenThe present invention is based on the problem of providing a membrane for switching on or off or for pumping or compressing flowing substances or for lifting or for pushing objects which, in a uniform basic form, have very different applications
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finden und aus verschiedenartigsten elastischen Werkstoffen bestehen kann, so aus Natur- oder Synthesekautschuk, Kunststoff oder auch aus einem biegeelastischen Metall· Weiterhin soll die Membran in jeder Betriebsstellung bei geringen Raumformänderungen ausschließlich Druckspannungen ausgesetzt sein, wobei die Dicke des V/erkstoffes beliebig den jeweiligen Druckverhältnissen angepaßt werden kann und somit die Membran mit einer so hohen Eigenfestigkeit ausgestattet ist, daß sie ohne Zuhilfenahme fremder Bauteile abdichtet.In addition, the membrane should be exposed to compressive stresses in all operating positions with slight changes in space exclusively, the thickness of the V / erkstoffes arbitrary to the respective pressure conditions can be adapted and thus the membrane is equipped with such a high intrinsic strength that it seals without the aid of foreign B a uteile.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Membran aus elastischem Material, deren flanschartiger Hand an einem Träger eingespannt ist» erfindungsgemäß vorgeschlagen, daßTo solve this problem is proposed in a membrane of elastic material, the flange-like hand is clamped to a support according to the invention that
a) der an dem Rand anschließende Abschnitt an der zur Ebene des Einspannrandes gerichteten Seite konkav ausgebildet ist,a) the section adjoining the edge is concave on the side directed towards the plane of the clamping edge,
b) die Wanddicke der Membran in Richtung vom Einspannrand bis zur Mitte hin ständig zunimmt{ b) the wall thickness of the membrane increases continuously in the direction from the clamping edge to the middle {
c) die Membran in allen Stellungen ihrer Bewegung im Bereich zwischen ihrem Einspannrand und der Mitte ein einziges, stets von gleicher Seite zum Einspannrand liegendes, umlaufendes Ringgewölbe hat.c) the membrane in all positions of its movement in the region between its clamping edge and the center has a single, always from the same side to the clamping edge lying, circumferential ring vault.
Das um eine gedachte Mittelachse senkrecht zum Einspannrand symmetrische Kinggewölbe geht an der zum Einspannrand gerichteten Seite im mittleren Bereich dor MembranThe king vault, which is symmetrical about an imaginary center axis perpendicular to the clamping edge, goes in the middle area of the membrane on the side directed towards the clamping edge
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in eine Umkehrkurve über, so daß dort eine konvexe Wölbung vorhanden ist. Im Querschnitt gesehen schneiden sich die bogenförmigen konvexen Begrenzungskurven des Ringgewölbes der Membranaußenseite, die dem Einspann-. rand abgekehrt sind, in der Mitte der Membran.in a reversal curve, so that there is a convex curvature. Seen in cross section, the arcuate convex boundary curves of the ring vault of the membrane outside cut, which the clamping. are turned away in the middle of the membrane.
Die dem Einspannrand abgekehrte Membranaußenseite geht im Bereich der Mitte der Membran aus einem bogenförmigen konvexen Bogen in einen konkaven Bogen über. Das Verhältnis von Durchmesser zur Höhe ist größer als 2t5 und kleiner als 3,5.The membrane outer side facing away from the clamping edge merges in the region of the center of the membrane from an arcuate convex arc into a concave arc. The ratio of diameter to height is greater than 2 t 5 and less than 3.5.
Im Querschnitt gesehen stehen der konvex gewölbte Kreisring und der konkav gewölbte mittige kugelschalenförmige Abschnitt an der vom Einspannrand abgekehrten Membranaußenseite zueinander im Verhältnis größer zu kleiner und der konkav gewölbte Kreisring des Ringgewölbes und der konvex gewölbte mittige kugelschalenfÖrmige Abschnitt an der dem Einspannrand zugekehrten Membraninnenseite zueinander im Verhältnis kleiner zu größer« An der zum Einspannrand abgekehrten Membranaußenseite macht die Fläche der konvexen Begrenzungskurven des Ringgewölbes mehr als etwa 70 %% vorzugsweise mehr als 90 % der gesamten dortigen Oberfläche aus.Seen in cross-section, the convexly curved circular ring and the concavely curved central spherical shell-shaped section on the membrane outer side facing away from the clamping edge are relatively smaller and the concavely curved circular ring of the annular arch and the convexly curved central spherical shell-shaped section on the membrane inner side facing towards the clamping edge are in relation to one another smaller to larger «At the outer side of the diaphragm facing away from the clamping edge, the area of the convex boundary curves of the ring arch constitutes more than about 70 %, preferably more than 90 %, of the total surface area.
Die gesamte, dem Einspannrand abgekehrte Membranaußenseite ist als Arbeitsfläche ausgebildet. Der flanschartige Einspannrand ist nach innen eingezogen. Zusätzlich steht der flanschartige Einspannrand um ein geringes Maß nach außen vor.The entire, the Einspannrand remote membrane outside is designed as a work surface. The flange-like clamping edge is retracted inwards. In addition, the flange-like clamping edge protrudes outward by a small amount.
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An der zum Einspannrand gerichteten Membraninnenseite ist in deren mittleren Bereich zwischen dem Ringgewölbe eine im Querschnitt annähernd elliptische Veraickung vorhanden, deren äußerer Rand unterhalb oder im Bereich des Einspannrandes liegt und ringsumlaufend in einen Teil der Wölbung hineinragt. Die Verdickung ist als Verschlußstück schräg zum Einspannrand der Membran angeordnet«,An obliquely approximately elliptical cross-section is present in the central region between the ring vault on the inner side of the diaphragm, the outer edge of which lies below or in the region of the clamping edge and projects circumferentially into a part of the curvature. The thickening is arranged as a closure piece obliquely to the clamping edge of the membrane,
Bei einer Membran, die als Ventil zwischen einem vom Medium durchströmten Gehäuseteil und einem die Ventilbetätigung aufnehmenden Gehäuseoberteil eingespannt ist, ist zwischen der Membran und der Innenfläche des Gehäuseoberteils ein mit einem Druckmittel gefüllter geschlossener Raum vorhanden.In a membrane which is clamped as a valve between a housing part through which the medium flows and an upper housing part receiving the valve actuation, there is a closed space filled with a pressure medium between the membrane and the inner surface of the housing upper part.
In der Mitte der Membran ist ein sich in Richtung von dessen Symmetrieachse erstreckender Zapfen oder dgl» Halterung für eine Verstelleinrichtung gelagert, der über die zum Einspannrand gerichtete Membraninnenseite hinaus nach außen vorsteht·In the middle of the diaphragm, a journal or the like holder extending in the direction of its axis of symmetry is mounted for an adjusting device which protrudes outward beyond the membrane inner side facing the clamping margin.
Bei einer als Ventil zwischen einem vom Medium durchströmten Gehäuseteil und einem die Ventilbetätigung aufnehmenden Gehäuseoberteil eingespannten Membran weist die Ventilbetätigung ein Druckstück auf,das an seiner an der Membran anliegenden Seite eine konkave kugelschalenförmige Gestalt hat, die der mittigen konvexen Wölbung der Membraninnenseite angepaßt ist. Der Deckel des Gehäuseoberteiles hat an seiner zur Membran gerichteten Seite eine konkave kugelschaienför-When used as a valve between a flowed through by the medium housing part and a valve actuator receiving housing upper part clamped membrane, the valve actuator on a pressure piece on its side adjacent to the membrane has a concave spherical shell shape, which is adapted to the central convex curvature of the membrane inside. The cover of the upper housing part has on its side facing the membrane a concave kugelschaienför-
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mige Ausnehmung, die der mittigen konvexen Wölbung der Membraninnenseite' angepaßt ist. Die konkave Ausnehmung des Druckstückes bzw. des Gehäusedeckels ist größer als der konvexe mittlere Teil der Membraninnenseite.mige recess which is adapted to the central convex curvature of the membrane inside '. The concave recess of the pressure piece or the housing cover is larger than the convex central part of the membrane inside.
Bei Anwendung der Membran als Bauteil eines Schrägsitzventils ist der Bereich der Scheitellinie des äußeren konvexen gewölbten Kreisringes der Membranaußenseite die Dichtfläche. Im Bereich des Scheitelpunktes des äußeren konvex gewölbten Kreisringes der Membranaußenseite ist ein umlaufender Vorsprung vorhanden.When using the membrane as a component of a Schrägsitzventils the area of the apex line of the outer convex curved annulus of the membrane outside the sealing surface. In the area of the vertex of the outer convexly curved annulus of the membrane outside a circumferential projection is present.
Bei Anwendung der Membran als Bauteil eines Geradsitzventils sind zwei- gegenüberliegende Seitenflächen der Membranaußenseite die Dichtfläche und dichten in einem elliptischen Ausschnitt ab. .When the membrane is used as a component of a straight seat valve, two opposite side surfaces of the membrane outside are the sealing surface and seal off in an elliptical cutout. ,
Als Bauteil eines Rückschlagventils hat die Membran in ihrer äußeren Seitenwandung einen Durchbruch oder mehrere Durchbrüche. As a part of a check valve, the membrane has in its outer side wall a breakthrough or more openings.
In einem Gehäuse mit einer Absperrklappe ist die Membran mit ihrer zum Einspannrand gerichteten Innenseite im mittleren Teil und mit dem Sinspannrand an einer Platte befestigt, die an einer drehbaren Achse angeordnet ist, die sich radial durch das Gehäuse erstreckt und die Membranaußenseite ist im Bereich des Einspannrandes an der ringförmigen Innenwandung des Gehäuses zur abdichtenten Anlage bringbar. Die Membran hat eine mittige, von der Klappenscheibe überbrückte Durchbrechung.In a housing with a butterfly valve, the membrane is fixed with its clamping edge directed inside in the middle part and with the Sinspannrand to a plate which is arranged on a rotatable shaft which extends radially through the housing and the membrane outside is in the region of the clamping edge can be brought to the annular inner wall of the housing for sealing contact. The membrane has a central, bridged by the valve disc opening.
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Eine Membran mit diesen Merkmalen ist vielseitig verwendbar. So kann sie angewendet werden als Stabilisator zum Heben, Dämpfen oder Drücken. Auch i\st sie anwendbar als Membran in einem Regelantrieb oder als Membran in einem Absperrventil· Dabei kann sie in einem Absperrventil mechanisch oder hydraulisch betätigt werden. Schließlich ist sie anwendbar für eine Absperrklappee A membrane with these features is versatile. So it can be used as a stabilizer for lifting, steaming or pressing. It is also applicable as a membrane in a variable speed drive or as a diaphragm in a shut-off valve. It can be actuated mechanically or hydraulically in a shut-off valve. Finally, it is applicable to a butterfly valve e
Ein weiterer Vorteil ist, daß sie an jeder ihrer Seiten anwendbar ist* So kann bei einer Anwendung der mittlere Bereich der Membraninnenseite als Dichtfläche dienen. Bei einer anderen Anwendung kann die Membranaußenseite eis Dichtfläche dienen. Schließlich ist es möglich, daß eine Membran als Steuermembran eine damit verbundene andere Membran als Dichtmembran betätigt.Another advantage is that it is applicable to each of its sides * Thus, in one application, the central area of the membrane inside serve as a sealing surface. In another application, the membrane outside ice serve sealing surface. Finally, it is possible for a membrane as the control membrane to actuate a membrane connected thereto as a sealing membrane.
Eine Membran mit den vorerwähnten erfindungsgemäßen Merkmalen, die somit die Form einer in ihrem Scheitelpunkt eingestülpten Halbkugelschale hat, hat den weiteren Vorteil, daß sie aus einem Elastomer oder Kunststoff, d.h. einem Werkstoff mit gummielastischen oder schmiegsamen Eigenschaften, aber auch aus einer biegeelastischen Metallegierung bestehen kann, weil sie bei ihrer Betätigung nur geringen Formänderungen unterliegt und nur einen verj.eichsweise geringen Hub auszuführen braucht, um beispielsweise im Anwendungsfall eines Ventils einen vollen bzw. ausreichenden Durchflußquerschnitt zu ermöglichen.A membrane with the aforementioned features of the invention, which thus has the shape of a hemispherical shell inverted at its apex, has the further advantage that it may consist of an elastomer or plastic, ie a material with rubber-elastic or pliable properties, but also of a flexurally elastic metal alloy because it is subject to only slight changes in shape and only a verjätichsweise small stroke needs to execute, for example, in the application of a valve to allow a full or sufficient flow area.
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Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert.The invention will be explained in more detail below.
Es feeigen in den Zeichnungen:There are in the drawings:
Pig. 1A bis 10: die Membran in vertikalem Schnitt inPig. 1A to 10: the membrane in vertical section in
verschiedenen Stellungen,different positions,
Fig. 2: eine Membran im vertikalen Schnitt in anderer Lage der Anwendung,2 shows a membrane in vertical section in another position of the application,
Pig· 3* <3-er vertikale Schnitt durch zwei Membrane in einem Gehäuse als Hubkissen, · " . .Pig · 3 * <3- e r vertical section through two membranes in a housing as lifting cushion, · ".
Pig, 4·: der vertikale Schnitt durch eine Membran mit Gehäuse für einen Schubantrieb,Pig, 4 ·: the vertical section through a membrane with housing for a linear actuator,
Pig. 5ί einen vertikalen Schnitt durch eine Membran als Ventil in einem Ventilgehäuse,Pig. 5 a vertical section through a membrane as a valve in a valve housing,
Pig. 6: einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ventilgehäuse, Steuergehäuse und zugeordneten Membranen,Pig. 6 shows a vertical section through a further valve housing, control housing and associated membranes,
Pig. 7ϊ einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ventilgehäuse mit Membran,Pig. 7ϊ is a vertical section through another valve housing with membrane,
Fig. 8: einen vertikalen Schnitt durch ein Ventilgehäuse in Schrägsitzausführung mit Membran,8 shows a vertical section through a valve housing in oblique seat design with membrane,
Pig. 9: einen vertikalen Schnitt durch ein weiteresPig. 9: a vertical section through another
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Ventilgehäuse mit Membran,Valve housing with membrane,
Fig. 10: einen vertikalen Schnitt durch ein Ventilgehäuse mit Membran als Rückschlagventil,10 shows a vertical section through a valve housing with membrane as a check valve,
Pig· 11: einen vertikalen Schnitt durch, ein Pumpengehäuse mit Membran,Pig. 11: a vertical section through, a pump housing with membrane,
Fig. 12: einen vertikalen Schnitt durch einen Ring mit einer Klappe mit Membran,12 shows a vertical section through a ring with a flap with membrane,
Fig. 13: einen vertikalen Schnitt durch einen weiteren Ring mit Klappe und abgewandelter Membran.Fig. 13: a vertical section through another ring with flap and modified membrane.
Naoh Fig. 1 besteht die Membran 10 aus Elastomer oder Kunststoff oder auch einem biegeelastischen MetalleNaoh Fig. 1, the diaphragm 10 made of elastomer or plastic or a flexurally elastic metals
Fig© 1Ä zeigt die obere Stellung* Fig, 1B die Grundstellung bzw. die mittlere Stellung« Diese Grundstellung hat die Raumform der Herstellung und somit die Vulkanisationsform. Fig. 1C zeigt die untere Stellung.Figure 1A shows the upper position © * Fig, 1B, the basic position and the middle position "This G r undstellung has the spatial shape of the preparation, and thus the vulcanization mold. Fig. 1C shows the lower position.
Die Figuren 1 zeigen, daß die Membran einen Rand 12 hat, der auch die Einspannebene 12a bildet. Die zum Rand 12 zugerichtete Seite der Membran wird nachfolgend als Membraninnenseite "11 bezeichnet, während die dem Einspannrand 12 abgekehrte Seite nachfolgend als Membranaußenseite 13 bezeichnet wird. Die Figuren zeigen, daß die Membraninnenseite 11 ein vom Einspannrand 12 ausgehendes einziges umlaufendes Ringgevjölbe R hat mit der äußeren Begrenzungskurve 14 an der Membranaußenseite und der inneren Begrenzungskurve 15, Die Wand-Figures 1 show that the membrane has an edge 12 which also forms the clamping plane 12a. The side of the membrane facing the edge 12 is referred to below as the membrane inside "11, while the side facing away from the clamping edge 12 is referred to below as the membrane outer side 13. The figures show that the membrane inside 11 has a single circumferential ring vane R originating from the clamping edge 12 outer boundary curve 14 on the outside of the membrane and the inner boundary curve 15, the wall
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dicke des Ringgewölbes nimmt in Richtung vom Einspannrand 12 zur Mitte M der Membran hin stetig zu. Die Figuren 1A bis 10 zeigen, daß die Membran während ihrer Betätigung nur geringen Formänderungen ausgesetzt ist, insbesondere Walk- und Rollbewegungen vermieden werden. Auch findet keine Abbiegung in der Nähe des Einspannrandes statt. Die Figuren zeigen ebenfalls, daß die Membran trotz geringer Verformung einen vergleichsweise großen Hub zuläßt.Thickness of the ring vault steadily increases in the direction from the clamping edge 12 towards the center M of the membrane. Figures 1A to 10 show that the membrane is exposed during their operation only minor changes in shape, in particular rolling and rolling movements are avoided. Also, no bend takes place near the clamping edge. The figures also show that the membrane allows a relatively large stroke despite low deformation.
Die Figuren 1 zeigen weiterhin, daß die inneren Kurven 15L und 15R des Ringgewölbes R im Bereich der Mitte der Membran in eine Umkehrkurve 16 übergehen und somit in dem Bereich X die Membran an ihrer Innenseite konvex ist. Auch die :oberen Begrenzungskurven 14L und 14R gehen im Bereich der Mitte der Membran in eine Umkehrkurve 17 über, so daß der dortige Bereich Y, ebenfalls angegeben durch den Durchmesser, konkav ist, während der Ringbereich Z konvex ist.The figures 1 further show that the inner curves 15L and 15R of the ring arch R in the region of the center of the membrane in a reversal curve 16 and thus in the region X, the membrane is convex on its inner side. Also, the upper boundary curves 14L and 14R merge in the region of the center of the membrane in a reverse curve 17, so that the local area Y, also indicated by the diameter, is concave, while the annular region Z is convex.
In Fig. 1A ist in Punktlinie dargestellt, daß sich die obere linke Begrenzungskurve 14-L und die obere rechte Begrenzungskurve 14-R in der Mitte der Membran unter einem spitzen Winkel in dem Punkt MO-schneiden. Auch zeigen die Figuren 1, daß die äußeren Begrenzungskurven 14 und die inneren Begrenzungskurven 15 des Ringgewölbes eine Spiralabschnittsform haben. Dies führt dazu, daß in der oberen Endstellung nach Fig. 1A eine Kreisbogenform vorhanden ist, wobei der aufsteigende Membranbogen in der Nähe des Einspannrandes nur geringfügig seine Richtung ändert. Diese der Idial-In Fig. 1A, it is shown in dotted line that the upper left boundary curve 14-L and the upper right boundary curve 14-R intersect at the center of the membrane at an acute angle in the point MO. Also, Figs. 1 show that the outer boundary curves 14 and the inner boundary curves 15 of the ring arch have a spiral section shape. This results in that in the upper end position of FIG. 1A, a circular arc shape is present, wherein the rising membrane sheet in the vicinity of the Einspannrandes only slightly changes its direction. This the Idial
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form einer druckbeaufschlagten Fläche entsprechende Form wird sowohl bei einer Druckbeaufschlagung von unten als auch von oben durch die etwas größere Elastizität des äußeren Bereiches ermöglicht.Form of a pressurized surface corresponding shape is made possible both at a pressurization from below and from above by the slightly greater elasticity of the outer region.
Der Schnittpunkt--MG im Membranzentrum liegt bei der oberen Stellung der Membran nach Fig. 1 um 2/3 höher als bei der unteren Darstellung in Fig. 1C. Somit erfolgt aus der Mittelstellung 2/3 des Hubes in Richtung nach oben und ein Drittel in Eichtung nach unten.The point of intersection - MG in the membrane center is at the upper position of the membrane of FIG. 1 by 2/3 higher than in the lower illustration in Fig. 1C. Thus, from the middle position 2/3 of the stroke in the upward direction and a third in the direction of downward.
Die Figuren zeigen ebenfalls, daß die Membranaußenseite 13 nur eine geringe konkave Fläche mit'dem Durchmesser Y im Vergleich zu der konvexen Fläche des Ringes mit der Bpeite Z hat* Es kann auch dargelegt werden, daß mehr als 70 %» insbesondere mehr als 90 % der Membranaußenseite 13 eine konvexe Wölbung hate An der Membraninnenseite ist ein umgekehrtes Verhältnis vorhanden. Die Fläche mit dem konkaven Kurvenverlauf 15 ist bedeutend größer als die Fläche mit dem konvexen Kurvenverlauf 16 im mittleren Bereich der Membran.The figures also show that the membrane outer side 13 has only a small concave surface with the diameter Y compared to the convex surface of the ring with the face Z * It can also be stated that more than 70%, in particular more than 90 % the membrane outer side 13 has a convex curvature e An inverse ratio is present on the inside of the membrane. The area with the concave curve 15 is significantly larger than the area with the convex curve 16 in the central region of the membrane.
Die Figuren 1 -zeigen weiterhin, daß kein starrer mittlerer Bereich vorhanden ist. Bisherige vorbekannte Membranen haben ein ausgeprägtes formsteifes Mittelstück, so daß deren mittlerer Bereich nicht an der den Membranhub ermöglichenden Formänderung mitwirken kann, sondern die Formänderungen sich ausschließlich in dem kleineren kreisringförmigen Membranarbeitsbereich des Außenrandes abspielt» Bei der vorliegenden Membran istFigures 1 further show that there is no rigid central area. Previous known membranes have a pronounced dimensionally stable centerpiece, so that their central region can not participate in the change in shape enabling the membrane stroke, but the shape changes take place exclusively in the smaller annular membrane working region of the outer edge
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die gesamte Kreisfläche F1 der Membran Arbeitsbereich» Jede Stellungsänderung der Membran führt somit zu einer gleichzeitigen Formänderung der gesamten Membranfläche. Den größten Hub führt dabei das MembranZentrum MO aus, während sich der Hub nach außen hin ständig weiter verkleinert. Nach der vorliegenden Lösung wird somit ein großer Hub des Membranzentrums bei kleinem Verdrängungsvolumen erreicht. Diese besondere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Membran führt zu deren vielseitiger Anwendung. the entire circular area F1 of the membrane working area »Each change in position of the membrane thus leads to a simultaneous change in shape of the entire membrane surface. The largest hub is carried out by the membrane center MO, while the stroke continues to diminish further outwards. According to the present solution, thus a large stroke of the membrane center is achieved with a small displacement volume. This special property of the membrane according to the invention leads to its versatile use.
Fig. 2 zeigt, daß der konvex gewölbte Kreisring 14 der Membranaußenseite einen Umfangswinkel R1 von mehr als. 90° hat, während der konkav gewölbte kugelschalenförmige Abschnitt in der Mitte der Membran einen Umfangswinkel R2 von weniger als 90° hat. Die Figuren 1 und 2 zeigen weiterhinf daß das Verhältnis von Durchmesser D zur Höhe H größer als 2,5 und kleiner als 3i5 ist.Fig. 2 shows that the convexly curved annulus 14 of the membrane outside a circumferential angle R1 of more than. 90 °, while the concave spherical shell-shaped portion in the middle of the membrane has a circumferential angle R2 of less than 90 °. Figures 1 and 2 further show f that the ratio of diameter D to height H is greater than 2.5 and less than 3i5.
Die Membran hat einen nach innen vorstehenden Flansch 18, gegebenenfalls mit einer Armierung 19 und einem nach außen vorstehenden Flansch 20 geringer Erstreckung. Vom Flansch 12 aus beginnen die Wandungen 14 und 15 des Ringgewölbes mit steilem Winkel.The membrane has an inwardly projecting flange 18, optionally with a reinforcement 19 and an outwardly projecting flange 20 of small extent. From the flange 12, the walls 14 and 15 of the ring vault begin at a steep angle.
Fig. 3 zeigt die Anordnung von zwei Membranen 10, deren Innenseiten gegenüberliegen. Beide Membranen sind durch einen gemeinsamen Ring 21 verbunden, wobei einer jeden Membran zugeordnet Rohrschellen 22 und 23 die notwendige Sicherung geben. In dem Raum zwischen den beiden Membranen wird über den Anschluß 24 ein Druckmedium ein-Fig. 3 shows the arrangement of two membranes 10, the inner sides of which are opposite. Both membranes are connected by a common ring 21, wherein each diaphragm associated with pipe clamps 22 and 23 provide the necessary backup. In the space between the two membranes, a pressure medium is introduced via the connection 24.
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gefüllt. Die Anordnung nach Fig. 3 kann dazu dienen, daß ein auf der oberen Membran 10 aufliegender Gegenstand angehoben wird oder dessen Schwingungen gedämpft werden. Die untere Membran stützt sich an einem Hocker 26 ab, der über ein Flacheisen 27 mit einem Fundament 28 verbunden ist.filled. The arrangement according to FIG. 3 can serve to raise an article resting on the upper membrane 10 or damp its vibrations. The lower membrane is supported on a stool 26, which is connected via a flat bar 27 with a foundation 28.
Fig. 4 zeigt einen Regelantrieb, Dazu hat die Membran an ihrer Innenseite in ihrer Mitte unterhalb des Wirkungsbereiches der Gewölbebögen R eine im Querschnitt annähernd elliptische Verdickung 29, deren äußerer Rand 30 im Bereich oder unterhalb des Einspannrandes 12 liegt und ringsumlaufend seitlich in einen Teil der Wölbung R hineinragt, so daß eine Hint er schneidung vorhanden ist· Die Verdickung 29 ist mit einer inneren metallischen Armierung 31 versehen, die einstückig mit einem Stößel32 ist· Die Einspannung der Membran erfolgt zwischen den beiden Gehäuseteilen 33 und 34·» Es sind zwei Druckräume 35 und 36 vorhanden, die wahlweise mit einem Druckmedium über zugeordnete Anschlüsse 37 uncl 38 beaufschlagt werden.For this purpose, the diaphragm has on its inner side in the middle below the effective range of arch vault R a cross-sectionally approximately elliptical thickening 29 whose outer edge 30 is located in the region or below the Einspannrandes 12 and circumferentially laterally into a part of The bulge R protrudes, so that there is a hindrance. The thickening 29 is provided with an inner metallic reinforcement 31, which is integral with a plunger 32. The membrane is clamped between the two housing parts 33 and 34. There are two pressure chambers 35 and 36 present, which are optionally applied to a pressure medium via associated ports 37 and 38.
Fig. 5 zeigt eine Membran 10, bei der sich ebenfalls die äußeren Begrenzungskurven 14R und 14-L in dör Mitte MO der Membran 10 schneiden, und zwar in einem schräg zum Einspannrand angeordneten Verschluß stück 29 mit innerer Armierung 31· Die Membranaußenseite hat ebenfalls die konkave Kurve 17. Mit ihrem Einspannrand 12 ist sie eingespannt zwischen einem unteren Gehäuseteil und einem die Verstelleinrichtung für das Ventil tragende oberen Gehäuseteil 40* Die Gehäuseteile sind miteinander verscliraubt. Im Gehäuseteil 39 strömt dasFig. 5 shows a membrane 10, in which also the outer boundary curves 14 R and 14-L in dör center MO of the membrane 10 intersect, in an obliquely arranged to Einspannrand closure piece 29 with inner reinforcement 31 · The membrane outside also has the concave curve 17. With its clamping edge 12 it is clamped between a lower housing part and an adjusting device for the valve-carrying upper housing part 40 * The housing parts are verschijnaubt each other. In the housing part 39 flows
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Medium in angegebener Pfeilrichtung.41. Zwischen der Membranaußenseite und der Innenfläche 42 des Gehäuseoberteils 40 ist eine Flüssigkeit 43 vorhanden. Das Gehäuseoberteil trägt ein Handrad 44 mit einer Spindel 45, die an ihrem vorderen Ende den Verdrängerkolben 46 hat, der über die Dichtungen 47 und 48 im Gehäuseoberteil abgedichtet ist. Zur Sicherung ist ein Lekagering 49 vorhanden.M e dium in the given Pfeilrichtung.41. Between the outer membrane side and the inner surface 42 of the upper housing part 40, a liquid 43 is present. The upper housing part carries a hand wheel 44 with a spindle 45 which has at its front end the displacer 46, which is sealed via the seals 47 and 48 in the upper housing part. To secure a Lekagering 49 is available.
Sofern der Kolben 46 nach unten bewegt wird, übt er auf die Flüssigkeit 43 einen Druck aus, der sich auf die gesamte Oberfläche der Membranaußenseite verteilt und die Membran nach unten in die Schließstellung bringt, sobald der über den Kolben auf die Flüssigkeit 43 ausgeübte Druck größer ist als der Gegendruck des im Ventilgehäuse fließenden Mediums. Sobald der Druck der Steuerflüssigkeit 43 mit dem Anheben des Kolbens über das Handrad geringer wird als der Druck des im Ventilgehäuse fließenden Mediums, dann wird die Membran selbsttätig wieder angehoben. Da die Membran;auf beiden Seiten hydraulisch abgestützt ist, läßt sich jede Ventilstellung einfach einstellen. Die Membran ist für Drücke bis 25 bar anwendbar.When the piston 46 is moved downwards, it exerts on the liquid 43 a pressure which is distributed over the entire surface of the membrane outer side and brings the membrane down into the closed position as soon as the pressure exerted on the liquid by the piston 43 increases is the back pressure of the medium flowing in the valve housing. As soon as the pressure of the control fluid 43 with the raising of the piston via the handwheel becomes lower than the pressure of the medium flowing in the valve housing, the membrane is automatically raised again. Since the membrane is hydraulically supported on both sides, each valve position can be easily adjusted. The membrane is applicable for pressures up to 25 bar.
Die Membran 10 nach der Darstellung.in Fig. 6 hat in gleicher Weise wie nach Fig. 2 in seiner Mitte einen sich in Richtung der Symmetrieachse erstreckenden Zapfen 50, der über die zum Einspannrand 12 gerichtete Mambraninnenseite 11 hinaus nach außen vorsteht. Anstelle des Zapfens, dessen Bereich außerhalb der Membran mit einem Außengewinde 51 versehen ist, kann auch eine mit Innen-The diaphragm 10 according to the illustration in FIG. 6 has, in the same way as in FIG. 2, in its center a pin 50 extending in the direction of the axis of symmetry which protrudes outwards beyond the mambranine side 11 directed towards the clamping edge 12. Instead of the pin whose area outside the membrane is provided with an external thread 51, an inner
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gewinde versehene Hülse in der Membran eingebettet sein, die auch einen verdickten Kopf 52 haben kann. An dem konvexen Abschnitt 16 der Membraninnenseite liegt ein Druckstück 53 an, dessen zur Membran 10 gerichteten Seite 54 eine konkave, kugelschalenförmige Pc^m hat und die Membran bis in den Beginn des an dieser Seite konkaven Ringbereiches abstützt· Der Radius der konkaven Ausnehmung des Druckstückes 53 ist etwas größer als der Radius der konvexen Wölbung des Mittelteils der Membran* Dies geschieht, um Reibung zu vermeiden, weil mit dem Herunterdrücken der Membran die konvexe Wölbung' des mittleren Abschnittes 16 etwas flacher wird. An dem Druckstück liegt der Schaft 55 der Verstelleinrichtung an, die ebenfalls aus einer Membran 10a besteht,. die in gleicher Weise wie die Membran für das VentilgehäusQ 39 ausgebildet, aber im Durchmesser etwas größer ist· Diese Membran 10a ist zwischen dem Gehäuseteil und dem Gehäuse 57 mit dem Ring 58 eingespannt« Der Zapfen hat ebenfalls ein Druckstück 53a» das den Zapfen 50 umgibt, der in den Schaft 55 eingeschraubt ist· Die Membranaußenseite 13a kann über ein durch die öffnung 59 eintretendes Druckmedium, die Membraninnenseite 11 über ein durch die Öffnung 60 eintretendes Druckmedium ge st euert werden.Threaded sleeve be embedded in the membrane, which may also have a thickened head 52. At the convex portion 16 of the membrane inside is a pressure piece 53, the side facing the membrane 10 54 has a concave, spherical shell-shaped Pc ^ m and the membrane is supported until the beginning of concave on this side ring area · The radius of the concave recess of the pressure piece 53 is slightly larger than the radius of the convex curvature of the central part of the diaphragm * This is done to avoid friction, because with the depression of the diaphragm, the convex curvature 'of the central portion 16 is slightly flatter. On the pressure piece of the shaft 55 of the adjustment is applied, which also consists of a membrane 10 a ,. The diaphragm 10a is clamped between the housing part and the housing 57 with the ring 58. The journal also has a pressure piece 53a which surrounds the pin 50 · The membrane outer side 13a can be controlled via a pressure medium entering through the opening 59, the membrane inner side 11 via a pressure medium entering through the opening 60.
Fig. 7 zeigt ein Ventil mit dem Gehäuse 39 und dem angeschraubten Deckel 40, dessen zur Membran gerichtete Seite in gleicher Weise wie das Druckstück 53 nach Fig. 6 konkav ausgebildet ist· Die Membran wird von oben zu ihrer Steuerung über die Zuleitung 59 mit Druckluft oder Druckwasser beaufschlagt·Fig. 7 shows a valve with the housing 39 and the screwed lid 40, whose side facing the membrane in the same manner as the pressure member 53 of FIG. 6 is concave · The membrane is from the top to their control via the supply line 59 with compressed air or pressurized water is applied ·
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Fig· 8 zeigt die Membran nach Fig. 2 in einem Ventilgehäuse 39 mit zum Strömungskanal schräger Anordnung des Ventilsitzes 61. Bei dieser Ausführung dichtet die Membran im Bereich der Scheitellinie 62 des äußeren konvex gewölbten Kreisringes 14 als Dichtfläche ab, die mit einem umlaufenden Vorsprung 63 versehen sein kann. Die Membran wird betätigt über ein Handrad 44 mit Spindel 45, die an ihrem unteren Ende eine Bohrung 64 hat9 in die der Zapfen 50 äer Membran eingeschraubt ist.FIG. 8 shows the membrane according to FIG. 2 in a valve housing 39 with an oblique arrangement of the valve seat 61 to the flow channel. In this embodiment, the membrane seals in the region of the apex line 62 of the outer convexly curved circular ring 14 as a sealing surface, which has a circumferential projection 63 can be provided. The membrane is actuated via a handwheel 44 with spindle 45, which has at its lower end a bore 64 9 in which the pin 50 aer membrane is screwed.
Fig. 9 zeigt eine Membran 10, die in einem Ventilgehäuse 65 aus PTFE (Teflon) angeordnet ist. Der Block aus Teflon ist z. B. mechanisch bearbeitet. Er ist von einem aus zwei Hälften bestehenden metallischen Gehäuse umgeben. Die Hälften sind übar Bolzen 66'und 67 verbunden. Das an der Membran anliegende Druckstück 53 besteht ·· ebenfalls aus zwei Hälften , die durch Bolzen 68 und 68a miteinander verschraubt sind. Die Membran 10 hat an ihrer Innenseite 13 einen Fortsatz 69 mit einer Hinterschneidung 70, damit zusätzlich zu dem Stift 71» der mit der Spindelbuchse 72 verbunden ist, über das Druckstück 53 eine ausreichende Verbindung gewährleistet ist. Die Verstellung der Membran 10 erfolgt über das Handrad 44. ,Fig. 9 shows a diaphragm 10, which is arranged in a valve housing 65 made of PTFE (Teflon). The block of Teflon is z. B. machined. It is surrounded by a two-piece metallic housing. The halves are connected to bolts 66 'and 67. The pressure piece 53 resting against the diaphragm also consists of two halves, which are bolted together by bolts 68 and 68a. The membrane 10 has on its inner side 13 a projection 69 with an undercut 70 so that in addition to the pin 71 which is connected to the spindle bush 72, a sufficient connection is ensured via the pressure piece 53. The adjustment of the membrane 10 via the handwheel 44th,
Fig. 10 zeigt die Membran 10 ^aIs Rückschlagventil in einem Gehäuse 39 mit Schrägsitz entsprechend Fig. 8. In der Seitenwandung sind an den gegenüberliegenden Seiten Durchbrechungen 731 74 vorhanden. Die Rückschlagklappe nach Fig. 10 dichtet auch auf einer KMsringlinie ab, wie das zu Fig. 8 beschrieben worden ist. Sie hat eine innere Armierung 31, die auch der WölbungFig. 10 shows the membrane 10 ^ as the check valve in a housing 39 with an oblique seat according to FIG. 8. In the side wall perforations 731 74 are present on the opposite sides. The check valve according to FIG. 10 also seals on a KMsringlinie, as has been described for Fig. 8. It has an inner reinforcement 31, which is also the vault
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des mittleren Teiles angepaßt sein kann, insbesondere dann, in Oberansicht gesehen, sternförmig sein soll.can be adapted to the middle part, in particular then, seen in a top view, should be star-shaped.
Fig. 11 zeigt die Membran 10 als Teil einer Pumpe. Dazu ist sie in der aus den vorhergehenden Figuren ersichtlichen Weise zwischen dem unteren Gehäuse 39 und dem oberen Gehäuse 40 an ihrem Rand eingespannt. Der nach innen vorstehende Wulst oder Flansch 12 wird umgriffen an drei Seiten durch entsprechende Formgebung des De ekel gehäuse s 40, wie das auch in den vorhergehenden Figuren dargestellt ist. An dem mit Gewinde versehenen Zapfen 50 ist die Gabel 75 angeschraubt, die mit einem Bolzen 76 versehen ist, an dem die Stange 77 angreift, die mit einem exzentrischen Zapfen 78 eines Antriebes 79 verbunden ist. Der Einlauf der Pumpe, ist mit Pfeilrichtung 80, der Ausgang mit Pfeilrichtung 81 angegeben. Zwischen beiden sind Rückschlagventile angeordnet. Die Membran 10 ist zu hohen Drücken, z. B. 10 bar, befähigt»Fig. 11 shows the membrane 10 as part of a pump. For this purpose, it is clamped in the manner shown in the preceding figures, between the lower housing 39 and the upper housing 40 at its edge. The inwardly projecting bead or flange 12 is encompassed on three sides by appropriate shaping of the De disguis housing s 40, as shown in the preceding figures. To the threaded pin 50, the fork 75 is screwed, which is provided with a bolt 76 to which the rod 77 engages, which is connected to an eccentric pin 78 of a drive 79. The inlet of the pump is indicated by arrow 80, the output by arrow 81. Between the two check valves are arranged. The membrane 10 is too high pressures, z. B. 10 bar, capable »
Nach Fig. 12 ist die Membran nach den Figuren 1 auch anwendbar als Abdichtelement einer Absperrklappe. Durch die exzentrische Lagerung der Klappenscheibe 82 zur Drehachse 83 in dem Gehäuse 84 haben Absperrklappen eine auf dem ganzen Umfang nicht unterbrochene Dichtfläche und sperren in beiden Strömungsrichtungen absolut dicht ab. Die Klappenscheibe 82 hat an ihrem Außenumfang eine umlaufende Nut 85, in die der nach innen flanschartig vorstehende Einspannrand 18 der Membran 10 eingreift,, wobei der Außenrand 20 die Dichtfläche ist. Die Mitte der Membran ist an der Klappenscheibe 82 befestigt.According to Fig. 12, the membrane according to the figures 1 is also applicable as a sealing element of a butterfly valve. Due to the eccentric mounting of the disc 82 to the axis of rotation 83 in the housing 84 have shut-off valves on the entire circumference uninterrupted sealing surface and lock in both directions of flow absolutely tight. The flap disc 82 has on its outer circumference a circumferential groove 85 into which engages the inwardly flange-like projecting clamping edge 18 of the membrane 10, wherein the outer edge 20 is the sealing surface. The center of the membrane is attached to the disc 82.
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ITach Pig. 13 ist bei Absperrklappen mit größerem Durchmesser die Membran 10 als Ring ausgebildet, weil der mittlere Bereich lediglich eine Befestigungsfunktion an der Happenscheibe 82 auszuführen hat. In dem Innenbereich des fiinges 10a sind Befestigungsbolzen 50» 5°a verankert, die in prinzipiell gleicher Weise, wie zu Fig. 12 beschrieben, über-Muttern 86, 86a die Dichtung 10a mit der Elappenscheibe verbinden· Der Außenrand 20 der Membran liegt, sofern in der Leitung kein Druck ist, nicht an der Dichtfläche 87 an, sondern hat zu dieser einen geringen Abstand. Dadurch ist die Klappe leicht zu betätigen. Bei einem Druck in der Leitung durch das abzudichtende Medium in Pfeilrichtung 87' legt sich die Außenrandzone 20 an die Dichtfläche 87 an.ITach Pig. 13 is formed in valves with larger diameter, the M e mbran 10 as an annular, because the central portion has only to perform a fastening function on the disc Happencourt 82nd In the inner region of the fiing 10a fastening bolts are anchored 50 »5 ° a, which in principle the same way, as described for Fig. 12, via nuts 86, 86a connect the seal 10a with the Elappenscheibe · The outer edge 20 of the membrane is, if in the line is no pressure, not on the sealing surface 87, but has a small distance to this. This makes the flap easy to operate. At a pressure in the line through the medium to be sealed in the direction of arrow 87 ', the outer edge zone 20 abuts against the sealing surface 87.
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Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2821167A DE2821167C3 (en) | 1978-05-13 | 1978-05-13 | Membrane to keep two neighboring rooms separate |
DE19782848747 DE2848747C2 (en) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | Device for automatic alarm triggering with a motion sensor that responds to movement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD143530A5 true DD143530A5 (en) | 1980-08-27 |
Family
ID=25774477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD21275179A DD143530A5 (en) | 1978-05-13 | 1979-05-09 | MEMBRANE AND ITS ARRANGEMENT IN GEHAEUSEN |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD143530A5 (en) |
-
1979
- 1979-05-09 DD DD21275179A patent/DD143530A5/en unknown
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