DE2414381A1

DE2414381A1 - Radioactivity-resistant valve membrane - made of two types of elastomer vulcanised together

Info

Publication number: DE2414381A1
Application number: DE2414381A
Authority: DE
Inventors: Wayne David Hayes
Original assignee: Hills Mccanna Co Ges N D
Current assignee: Hills Mccanna Co Ges N D
Priority date: 1973-04-04
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1974-10-24
Also published as: CA1032150A

Abstract

The make-up is particularly for valves with rib-shaped seatings. It consists of an upper layer of urethane rubber and lower layer of ethylene-propylene-diene monomer. The two layers of a thickness suitable to their applicn. are vulcanised together for 30 mins. at 170 degrees C. The product has Shore A hardnesses of 70 and 60 in the upper and lower layers respectively and the upper material has a higher tensile strength. The flexible combination has a long life under high temp. and pressure and in a radioactive medium.

Description

Verstärkte Membran, insbesondere für Absperrventile Die Erfindung beschäftigt sich allgemein mit Ventilen usdgl. Durchfluß-Steuervorrichtungen und befaßt sich insbesondere mit einer neuen Membran für Ventile mit rippenförmigem Ventilsitz o.dgl.Vorrichtungen.Reinforced membrane, especially for shut-off valves. The invention deals generally with valves, etc. Flow control devices and deals in particular with a new membrane for valves with rib-shaped Valve seat or similar devices.

Die Erzeugung von Dampf, Wärme und anderen Produkten mit Hilfe der Kernenergie nimmt ständic an Bedeutung zu. Die großen, zu diesem Zweck errichteten Reaktoranlagen müssen chemisch aggressive sowie radioaktive Strömungsmedien sicher bei hohen Temperaturen und Drücken behandeln, Zur Steuerung, Leitung und Verarbeitung dieser Medien werden oft speziell entwickelte Membran-Ventile herangezogen; dabei kann die Natur des zu behandelnden Strömungsmediums sehr scharfe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und aamit an den konstruktiven Aufbau dieser Ventile stellen, Dabei ist es im Einblick auf die Radioaktivität dieser Chemikalien eine zwingende Forderung, Leckagen zu vermeiden. Die zu behandelnden und verarbeitenden Medien befinden sich auf relativ hohen Temperaturen und Drücken, denen die Vorrichtuncen, it denen diese Medien in Berührung kommen, standhalten müssen. Beispielsweise können Temperaturen von 650C (150°F) und Drücke von z1 kp/cm2 (300 psig) angetroffen und unter Umständen soqar noch überschritten werden.The generation of steam, heat and other products with the help of the Nuclear energy is becoming more and more important. The big ones, built for this purpose Reactor systems must be chemically aggressive as well as radioactive flow media safe treat at high temperatures and pressures, for control, management and processing specially developed membrane valves are often used for these media; included the nature of the flow medium to be treated can have very stringent requirements the performance and aamit to the structural design of these valves, It is in the glimpse of the Radioactivity of these chemicals an imperative to avoid leaks. The ones to be treated and processed Media are at relatively high temperatures and pressures, which the devices, with which these media come into contact. For example, can Temperatures of 650C (150 ° F) and pressures of z1 kp / cm2 (300 psig) were encountered and may still be exceeded under certain circumstances.

Die "dichtungslose" Natur von Membran-Ventilen, bei denen die Arbeitsteile des Ventils von dem Medium-Strom durch eine elastomere oder Plastik-Membran getrennt sind, macht diese Ventile für die Behandlunc von aereinigtem, entmineralisiertem Wasser, Säuren, Ätzmitteln und anderen flüssigen oder gasförmigen Chemikalien besonders geeignet.The "sealless" nature of diaphragm valves in which the working parts the valve is separated from the medium flow by an elastomeric or plastic membrane makes these valves for the treatment of purified, demineralized Especially water, acids, caustics and other liquid or gaseous chemicals suitable.

Jedoch kann ein wiederholtes Betätigen der Membran-Ventile dazu führen, daß die Ventilmembran von den Ventilteilen eingeschnitten oder in sonstiger Weise korrodiert wird. Weiter kann das Vorhandensein einer ionisierenden Gammastrahlung in dem Nediumstrom eine Zersetzunc des Membran-Materials beschleunigen, so daß auch dieser Faktor bei der Konstruktion eines geeigneten Ventiles angemessene Berücksichtigung finden muß.However, repeated actuation of the diaphragm valves can lead to that the valve membrane is cut from the valve parts or in some other way is corroded. The presence of ionizing gamma radiation can also occur accelerate a decomposition of the membrane material in the medium flow, so that also this factor should be taken into account when designing a suitable valve must find.

Allqemeine Uberlequnqen bei der Schaffung eines Ventilkörpers sowie bei der Auswahl des Kembran-Naterials zielen darauf ab, eine möglichst aute Kompatibilität mit dem zu behandelnden Medium sowie der Applikationsumgebung zu haben. So wurden bekannte Durcnfluß-Steuerventile sowie deren Teile aus spezifisch leichten Polyäthylen-Kunststoffen, Urethanen, Polypropylenen und Neopren-Materialien hergestellt. Der Ventilkörper kann auch aus Polytetrafluoräthylen, bekannt unter dem Warenzeichen "Teflon", geformt werdene In der US-Patentschrift 3 148 861 wird ein Damm- oder Rippen-Ventil beschrieben, für das mehrere nachgiebige Polymer-Materialien als Ventil-Membran vorgeschlagen werden0 Solche Materialien sind Neopren, Hycar9 Gummi, Chiorbutyl, Urethan, und Silicon-Elastomere. Einige dieser Materilien wurden auf anderen Anwendungsgebieten als den hier interessierenden eingesetzt.General considerations in creating a valve body as well When selecting the membrane material, the aim is to ensure that it is as compatible as possible with the medium to be treated and the application environment. So were known flow control valves and their parts made of specifically light polyethylene plastics, Urethanes, polypropylenes and neoprene materials. The valve body can also be made from polytetrafluoroethylene, known under the trademark "Teflon", In U.S. Patent 3,148,861, a dam or rib valve described for the multiple compliant polymer materials as a valve membrane suggested0 such materials are neoprene, Hycar9 rubber, chiorbutyl, Urethane, and silicone elastomers. Some of these materials have been used in other areas used as the one of interest here.

Unabhänaia von dem gerade verwendeten Material müssen diese membranen in der Lage sein, von einer Offen- in eine Geschlossen-Stellung und wieder zurück sich zu verbiegen, und zwar aufgrund einer entsprechenden Aktion der in der Ventilhaube untergebrachten Ventilspindel oOdglO Steuerelemente. Weiter muß die Membran einer Dichtungsbelastung sowie einer Druckbelastung bis zu 21 kp/cm2 (300 psig) standhalten, die von dem behandelten Medium ausgeübt werden kanng außerdem darf das Vorbeiströmen des Mediums an der Membran-Oberfläche letztere nicht korrodieren, die Steuerorgane des Ventils dürfen nicht in die Membran einschneiden, und schließlich muß die Membran eine Strahlungsdosis von mehr als 107 rad verkraften können0 Um diesen Kräften und Bedingungen genüge zu leisten, wurden einige Ventilmembrane mit Verstärkungen aus Polymer Films beispielsweise aus Nylon, oder einem Mylar-Polyester versehen, deren Zugfestigkeit und Elastizität-Modul im allgemeinen größer waren als die entsprechenden Größen für das Polymer, das den wesentlichen Teil der Membran ausmacht. Derartige Verstärkungsfilme von einer Dicke von etwa 0,010 Zoll (etwa 0,25 mm) konnten den genannten Belastungen besser standhalten.Regardless of the material used, these membranes must be able to move from an open to a closed position and back again to bend due to a corresponding action in the valve bonnet housed valve spindle oOdglO controls. Next, the membrane must be a Withstand gasket loads as well as pressure loads up to 21 kp / cm2 (300 psig), which can be exerted by the treated medium, and is also allowed to flow past of the medium on the membrane surface, the latter does not corrode the control organs of the valve must not cut into the membrane, and finally the membrane must can withstand a radiation dose of more than 107 rad0 To these forces and To meet the conditions, some valve diaphragms were made with reinforcements Polymer films, for example made of nylon, or a Mylar polyester, their Tensile strength and elastic modulus were generally greater than the corresponding Sizes for the polymer that makes up the major part of the membrane. Such Reinforcement films about 0.010 inches (about 0.25 mm) thick could have the withstand the above loads better.

Eine derartige Konstruktion ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 148 861 beschrieben. Der relativ dünne Film wird an den Hauptteil der Membran anaebracht bzw.Such a construction is for example in the US patent 3 148 861. The relatively thin one Film is attached to the main part attached to the membrane or

angeklebt, nachdem dieser ausaeformt wurde und absebunden hatte. Wie in der genannten Schrift im einzelnen dargestellt ist, wird der Film wegen der im Gebrauch erforderlichen Biegbarkeit und Reckbarkeit des Filmes nicht vollflächig mit dem Hauptteil der Membran ver-½unden, vielmehr an dessen R-cndern, die nur eine gerince odeit berhaupt keine verbiegung erfahren.glued on after this was shaped and tied off. As is shown in detail in the cited document, the film is because of the im The required flexibility and stretchability of the film are not required over the entire surface with the main part of the membrane, rather at its edges, the only one gerince odeit did not experience any bend at all.

Ventile dieser Konstruktion zeigen jedoch manche Nachteile, die von der vorliegenden Erfindung überwunden werden. Zunächst ist das Zusammenfügen des Filmes an den Hauptteil der Membran relativ zeitraubend und aufwendi@. Da diese Filme weiterhin notwendigerweise relativ dünn sind, ist ihre Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit begrenzt und insbesondere unzureichend für Anwenduncsfälle, bei denen relativ hohe Drücke auftreten. Drittens können die für den Film normalerweise verwendeten- Naterilien der ionisierenden Strahluna nicht in der erforderlichen Weise widerstehen, jedenfalls bei den,enizen Dosisselastunsen, die bei Atomenergie-Anlagen auftreten können.Valves of this construction, however, have some drawbacks that can be attributed to of the present invention can be overcome. First is the joining of the Filmes to the main part of the membrane relatively time-consuming and expensive. This one Films continue to be necessarily relatively thin, their resistance to abrasion and Corrosion resistance limited and in particular insufficient for use cases, at which relatively high pressures occur. Third, those for the movie can normally Used- naterilien of the ionizing radiation not in the required Resist wisely, at least with the small dose loads that apply to nuclear power plants may occur.

Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung ergeben wird, überwindet die Erfindung die Nachteile, mit denen bekannte Ventile inhärent behaftet sind; darüber hinaus sind Vorteile erzielbar, deren Erreichen bislang nicht für möglich gehalten wurde. Dem Erfinder liegt daher daran, ein Ventil mit einer neuen Membran zu schaffen, die die für eine Verwendung in Kernenergie-Anlagen benötigten physikalischen, chemischen und radiologischen Eigenschaften besitzt und gleichwohl in einem einzigen Klebe-oder Vulkanisier-Verfahren hergestellt werden kann.As can be seen from the following description of exemplary embodiments of the invention, the invention overcomes the disadvantages associated with known Valves are inherently affected; in addition, advantages can be achieved, their attainment has not yet been considered possible. The inventor is therefore interested in a valve with a new membrane to create that would be suitable for use in nuclear power plants has the required physical, chemical and radiological properties and nevertheless can be produced in a single gluing or vulcanizing process can.

Es wird daher als Aufgabe der Erfindung angesehen, eine Membran für Ventile mit einem rippen oder dammförmigen Ventilsitz, oder für dergleichen Vorrichtunaen zu schaffen, die den bei den genannten Applilcationen auftreten den Belastungen mit langer Lebensdauer widersteht. Insbesondere soll die Membran physikalische, chemische und radioloaische Eigenschaften haben, die es erlauben, daß die Membran eingebaut, verbogen und komprimiert sowie von den Ventilteilen und dem unter hohem Druck und unter hoher Temperatur stehenden, radioaktiven Medium bestrahlt und auf Abrieb beansprucht werden kann ohne daß dadurch die erwünscht lange Lebensdauer nachteilig beeinflußt wird. Schließlich soll eine derartige Membran natürlich mit vertretbaren Kosten herstellbar sein.It is therefore considered an object of the invention to provide a membrane for valves with a ribbed or dam-shaped valve seat, or for the like To create devices that occur in the applications mentioned Withstands loads with a long service life. In particular, the membrane should have physical, have chemical and radiological properties that allow the membrane built in, bent and compressed as well as from the valve parts and the under high Pressure and high temperature, radioactive medium is irradiated and exposed Abrasion can be stressed without thereby the desired long service life is adversely affected. Finally, such a membrane should of course be included be producible at a reasonable cost.

Weitere Merkmal der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, wobei auf die beiaefügten Zeichnungen Bezuq genommen wird. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines mit den Merkmalen der Erfindung ausaestatteten Ventils; Fig0 2 eine perspektivische Ansicht einer geschnittenen, neuen Ventilmembran gemäß der Erfindung; Fig0 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung von einer weiteren Ausführungsform einer Ventilmembran; Fig. 4 eine weitere, der Fig. 2 ähnliche Darstellunq einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und Fig0 5 eine der Fig. 2 nochmals ähnliche Darstellung einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung.Further features of the invention emerge from the following description referring to the attached drawings. In detail 1 shows a vertical section of an equipped with the features of the invention Valve; Fig0 2 is a perspective view of a cut, new valve membrane according to the invention; Fig0 3 shows a representation similar to FIG. 2 of another Embodiment of a valve membrane; FIG. 4 shows a further representation similar to FIG. 2 another embodiment of the invention; and FIG. 5 is one of FIG. 2 again similar representation of yet another embodiment of the invention.

Von den nachfolgenden Ausführungsformen, die die Erfindung nicht beschränken sollen, zeigt Fig. 1 ein Ventil 10 mit einem rippenartigen Ventilsitz, in welchem die neue erfindungsgemäß hergestellte Ventilmembran eingebaut ist0 Das Ventil 10 weist einen unteren Gehäuseteil 11 zur Aufnahme und Abgabe von Medium sowie einen Ventildom 12 auf, der zur Steuerung des Medium-Durchsatzes durch das untere Ventilgeh2use 11 vorgesehen ist. Das untere Ventilgehäuse 11 weist zwei aenenüberliegende Kanäle 14 und 15 auf, die beispielsweise durch Gewindeabschnitte 16 und 17 mit weiterführenden I;ediumleitunaen verbunden sein können, gegeebenfalls huber Flansche oder andere Kupplungsstücke.The following embodiments which do not limit the invention 1 shows a valve 10 with a rib-like valve seat in which the new valve membrane produced according to the invention is installed 0 the valve 10 has a lower housing part 11 for receiving and dispensing medium and a Valve dome 12, which is used to control the medium throughput through the lower Valve housing 11 is provided. The lower valve housing 11 has two mutually opposite one another Channels 14 and 15, for example by threaded sections 16 and 17 with continuing I; ediumleitunaen can be connected, if necessary via flanges or others Coupling pieces.

izas das Ventil durchströmende Medium muß über eine Rippe oder einen Damm 19 fließen, die in der dargestellten Ausführungsform ein integraler Bestandteil des unteren Ventilgehäuses 11 ist und sich quer zur Strömungsrichtung in die Kanal 14,15 erstreckt.izas the medium flowing through the valve must have a rib or a Dam 19 flow, which in the illustrated embodiment is an integral part of the lower valve housing 11 and is transverse to the flow direction in the channel 14.15 extends.

Euter die Rippen 19 strömendes Medium wird durch die Stellung einer flexiblen Ventilmembran 20 relativ zur den Ventilsitz bildenden Rippe 19 aesteuert. Die Bewegung der Membran 20 aus ihrer Cffenstellung, die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien darcestellt ist, in ihre Geschlossenstellung, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist, wird durch in dem Ventildom untergebrachte Ventilspindel mit zuaehörioem Schieberwerk bewirkt.Udder the ribs 19 flowing medium is through the position of a flexible valve membrane 20 relative to the rib 19 forming the valve seat. The movement of the membrane 20 from its Cffenstellung, which is shown in Fig. 1 in full Lines is shown in their closed position, which is shown in phantom in FIG is indicated, is connected to accessory by the valve spindle housed in the valve dome Valve mechanism causes.

In dem dargestellten Ventil weist der Dom 12 ein Kappenoehäuse 23 auf, das mit Hilfe nicht dargestellter Schrauben oder Bolzen an dem unteren Ventilgehäuse 11 verankert ist, wobei sich die Bolzen durch die Membran und einen Gehäuseflansch 24 erstrecken. Im Inneren des Kappengehäuses 23 ist ein Schieberkopf 26 am Innenende 27 einer Ventilspindel 28 über einen Stift 29 befestigt und kann demzufolge auf die Rippe 19 zu und von ihr weg bewegt werden. Eine derartige Bewegung des Schieberkopfes 26 wird auf die Membran 20 mit Hilfe eines Zapfens 30 übertragen, so daß sich die notwendige Gffnungs-und Schließwirkung der Membran erreichen läßt. Eine Drehung des Schieberkopfes 26 sowie der Ventil spindel 28 wird durch nicht dargestellte Zapfen verhindert, die radial von dem Schieberkopf 26 abstehen und in Längsnuten in dem Kappengehäuse 23 eingreifen.In the valve shown, the dome 12 has a cap housing 23 on, with the aid of screws or bolts, not shown, on the lower valve housing 11 is anchored, the bolts passing through the membrane and a housing flange 24 extend. Inside the cap housing 23 is a slide head 26 at the inner end 27 attached to a valve spindle 28 via a pin 29 and can consequently on the rib 19 can be moved towards and away from it. Such movement of the valve head 26 is transferred to the membrane 20 with the help of a pin 30 so that the can achieve the necessary opening and closing action of the membrane. One twist the slide head 26 and the valve spindle 28 is not shown Prevents pins that protrude radially from the slide head 26 and in longitudinal grooves engage in the cap housing 23.

Eine axiale Bewegung der Ventilspindel 28 und die daraus resultierende Offen- oder Schließbewegung der Membran 20 relativ zu dem als Rippe ausgebildeten Ventilsitz 19 wird durch Drehuna eines Handrades 31 bewirkt. Das Handrad 31 ist über Schrauben 32 oder andere Befestigungselemente mit einer Steuermutter 33 verbunden, die zur Aufnahme der Ventilspindel 28 Innengewinde trägt. Geeignete Rinqlagerflächen 35,36 verhindern eine Axialbewegung der Steuermutter 33 relativ zu dem Kappengehäuse 23 Für weitere Einzelheiten bezüglich Aufbau und Wirkungsweise eines Ventils dieser Art wird auf die US-Patentschrift 3 148 861 Bezug genommen.An axial movement of the valve spindle 28 and the resulting Open or close movement of the membrane 20 relative to that designed as a rib Valve seat 19 is brought about by turning a handwheel 31. The hand wheel 31 is connected to a control nut 33 via screws 32 or other fastening elements, which carries internal threads for receiving the valve spindle 28. Suitable ring storage areas 35,36 prevent axial movement of the control nut 33 relative to the cap housing 23 For further details on the structure and mode of operation of a valve, check out this Art, reference is made to U.S. Patent 3,148,861.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die den Medium Durchsatz steuernde Membran 20 aus wenigstens zwei Schichten oder Lagen zusammengesetzt ist. Die erste Lage oder obere Hinterfütterung besteht aus einem Material, das eine minimale Zugfestigkeit von 4000 psi 2-(etwa 281 kp/cm ) und eine minimale Bruchdehnung von 300% bei einer shore-A-Härte von etwa 70 besitzt. Die zweite oder untere Schicht 41, die mit dem Nediumstrom in Kontakt steht, ist aus einem Material gebildet, das eine Minimale Zugfestigkeit von 2500 psi (etwa 176 kp/cm2) sowie eine minimale Bruchdehnung von 350% bei einer shore-A-Härte von etwa 60 besitzt. Eine Membran, die aus einer Urethan-Gummischicht sowie einer Äthylen-Propylen-Gummischicht besteht, besitzt diese bevorzugten Eigenschaften;eine Ventilmembran gemäß der Erfindung besitzt diejenigen physikalischen, chemischen und radiologischen Eigenschaften9 die ausreichen, den erwähnten Belastungen über eine lange Lebensdauer hin zu widerstehen.According to the invention it is now provided that the throughput controlling the medium Membrane 20 is composed of at least two layers or plies. The first Layer or upper back lining is made of a material that has minimal tensile strength of 4000 psi 2- (about 281 kgf / cm) and a minimum elongation at break of 300% at a Shore-A hardness of about 70. The second or lower layer 41 associated with the Medium current in contact is formed from a material that has a minimal Tensile strength of 2500 psi (about 176 kgf / cm2) and a minimum elongation at break of 350% with a Shore A hardness of about 60. A membrane made from a layer of urethane rubber and an ethylene-propylene rubber layer, has these preferred properties; Valve membrane according to the invention has those physical, chemical and radiological properties9 that are sufficient to withstand the loads mentioned to withstand a long service life.

Unter den ithylen-Propylen oder EPDN-Gummimaterialien, die für die untere Schicht 41 verwendet werden können, ist beispielsweise ein Kohlenwasserstoff-Gummi, das unter der Bezeichnung "Nordel" von der E.I.du Pont de Nemours Comrany aus Wilmincton, Delaware,vertrieben wird.Among the ethylene propylene or EPDN rubber materials used for the lower layer 41 can be used is, for example, a hydrocarbon rubber, under the name "Nordel" from E.I.du Pont de Nemours Comrany of Wilmincton, Delaware.

Fluoro-elastonere Gummi, die von der gleichen Firma unter der Bezeichnung "Viton" vertrieben werden, können ebenfalls verwendet werfer. Diese Gummi zeigen eine außergewöhnliche Widerstandskraft gegenüber wässrigen chemischen Nedien, Ozon sowie Oxidationsmitteln. Die Zusammensetzunaen dieser Materilien wurden mit einem Minimum an laugefähigen Zusätzen ancesetzt, damit für die genannten Zwecke eine mäglichst große Lebensdauer erreichbar wird.Fluoro-elastonere rubber made by the same company under the designation "Viton" sold can also be used launcher. This rubber show an extraordinary resistance to aqueous chemical media, ozone as well as oxidizing agents. The compositions of these materials were made with one A minimum of caustic additives is used, so that a the longest possible service life can be achieved.

Die oberste Schicht -es Urethan-Gummis ist außerordent lich fest, zäh und abriebfest. Ein für diese Anwendung @eei@netes Gummimaterlal wird von der genannten Firma unter der Bezeichnun@ Adiprene vertrieben. Dieses Material ist ein trockenvermahlbares bzw.pillierfähiaes Urethan-Elastomer mit ausgezeichneter Abrieb- und Schneidfestigkeit, hoher Zug- und Reißfestigkeit, guter Widerstandsfähigkeit gegenüber Zug-Fra ktur unter den ballonarticen Drücken, cie von dem Medium ausgehen, besitzt gute Dehnungseigenschaften, gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Czon und gegenüber Verwitterung, weist allcemeine gute chemische Widerstandsfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit gegenüber ionisierender Strahluna auf.The top layer - the urethane rubber is extremely strong, tough and abrasion-resistant. A rubber material @ eei @ netes for this application is provided by the named company under the name @ Adiprene. This material is a dry-grindable or pelletizable urethane elastomer with excellent abrasion resistance and cutting resistance, high tensile and tear strength, good toughness opposite tension fracture under the balloon articen pressures, cie emanate from the medium, has good elongation properties, good resistance to Czon and to weathering, generally has good chemical resistance and excellent resistance to ionizing radiation.

Bei der zwei-schichtigen, vorstehend beschriebenen Membran mit einer relativ harten Material in der oberen Schicht 40 und einem relativ weichen Material in der unteren Schicht 41 sind die zur Betätigung der Membran 20 benötigten Schließkräfte kleiner als jene, die für eine einschichtige Urethan-Membran aufzubringen wären. Weiter ist ein Material wie das Viton-Fluoro-Elastomer-Gummi relativ teuer; die Materialkosten im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen zweischichtigen Membran können daher gegenüber denjenigen beträchtlich herabgedrückt werden, die bei einer Membran aufzubringen wären, die nur aus Viton- Gummi bestunde.In the two-layer membrane described above with a relatively hard material in the top layer 40 and a relatively soft material The closing forces required to actuate the membrane 20 are in the lower layer 41 smaller than that which would have to be applied for a single-layer urethane membrane. Further, a material such as Viton fluoroelastomer rubber is relatively expensive; the Material costs in connection with the proposed two-layer membrane can are therefore considerably depressed compared to that which would be the case with a diaphragm would have to be raised, which only consist of Viton Rubber.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt cer Erfindung könr-: diese Materialien aus gehärtet, vulkcnisiert und miteinander verbunden werden, unc zwar in einem einzigen Produktionszyklus, was weiter zur Reduzierung der Herstellungskosten beiträgt. Die Erfahrung zeigt, daß diese Materialien sich an ihren Nahtstellen vulkanisieren und verweben ohne Verwendung eines Klebers in einem einzigen Härtezarklus, der 30 Minuten Dei 9C°F (etwa 1700C) abläuft. Eine Herstelluna der Membranen unter diesen Umständen kann dazu führen, daß sich eine shore-A-Härte von 70 in der Urethanschicht und eine shore-A-Härte von 60 in der EPDM-Schicht einstellt. Die ausgehärteten Eigenschaften jeder Schicht können so verändert werden, daß sie allen Applikationsfällen durch ceeiqneten Ansatz der verwendeten Gummi angepaßt werden können. Hierzu wird die membran 20 während des Vulkanisierens entweder offen oder geschlossen geformt. Das bedeutet, daß je nach der zu erwartenden, hauptsächlichen Betriebsstellung, d.h. Offenstellung oder Geschlossen-Stellung des Ventils die Membran 20 mit einem konkaven oder konvexen Mittelabschnitt ausgebildet werden kann. iJimmt man zur Erläuterung an, daß in 3etrieb die Cffenstellung des Ventils vorherrscht, wurde eine konvexe Konfiguration vorgezogen werden, die in Fig. 1 ausgezogen dargestellt ist. Demzufolge ist während der Mediumströmung die Membran nureiner minimalen Belastung ausgesetzt, mit Ausnahme derjenigen, die vom Mediumdruck selbst herrührt; diese Membran wird bei Bewegung in die Geschlossen-Stellung des Ventils, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist, wesentlich belastet, welche Belastung andererseits beim späteren Cffnen des Ventils unterstützend wirkt. Natürlich kann je nach den einzelnen Anwendungsfällen die geformte Konfiguration der Ventilmembran 20 so angepaßt werden, daß sich möglichst vorteilhafte und wirkungsvolle Erqebnisse erzielen lassen.According to another aspect of the invention, these materials can hardened, vulcanized and joined together, unc in a single Production cycle, which further contributes to the reduction of manufacturing costs. the Experience shows that these materials vulcanize and interweave without the use of glue in a single hardening zone that lasts 30 minutes When 9C ° F (about 1700C) expires. A manufacture of the membranes under these circumstances can result in a Shore A hardness of 70 in the urethane layer and a Shore A hardness of 60 sets in the EPDM layer. The cured properties each layer can be changed to suit all application cases ceeiqneten approach of the rubber used can be adapted. For this purpose, the membrane 20 formed either open or closed during vulcanization. That means that depending on the main operating position to be expected, i.e. Open position or closed position of the valve, the membrane 20 with a concave or convex central portion can be formed. If one takes for an explanation on the fact that the valve's open position prevails in operation, a convex position became Configuration are preferred, which is shown in Fig. 1 in solid lines. As a result the membrane is only exposed to a minimal load during the flow of the medium, with the exception of that resulting from media printing itself; this membrane will when moving into the closed position of the valve, which is shown in phantom in FIG is indicated, significantly burdened, which burden on the other hand in the later Opening the valve has a supporting effect. Of course, depending on the individual use cases the shaped configuration of the valve membrane 20 can be adapted so that as possible beneficial and effective Let results be achieved.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der VeranWerungsz2pfen 30 fest in er membran 20 verankert, und die Festickeit der @embran wird vergrößert durch die außerordentliche Festigkeit der Urethanschicht und durch eine verstärkende Gewebeeinlage in der F:embran.According to a further aspect of the invention is the triggering button 30 firmly anchored in the membrane 20, and the strength of the membrane is increased due to the extraordinary strength of the urethane layer and a reinforcing one Fabric insert in the F: embranium.

Weiter können die gesamten Eigenschaften der Membran dadurch modifiziert und angepaßt werden, daß die relative Stärke cer Komponentenschichten 40 und 41 verändert wird. ie die Fig. 2-5 sehr schön verdeutlichen, kann die anordnung und Ausbildung des verstärkenden Gewebes sowie der Gummimaterialien mehrere Formen annehmen, die jeweils von den gewünschten Eigenschaften und Anwendunosfällen abhängen.The entire properties of the membrane can also be modified as a result and adjusted so that the relative thickness of the component layers 40 and 41 is changed. ie Figs. 2-5 clearly illustrate the arrangement and Formation of the reinforcing fabric as well as the rubber materials take several forms, each of which depends on the desired properties and application cases.

In Fig. 2 umfaßt die Oberseite 40 etwa 20 bis 30% der gesamten Membranstärke. Ein Ansatz 43a aus Urethan ist zur Unterstützung der Verankerung des Zapfens 30 in der Membran 20 vorgesehen. Der restliche Abschnitt der Membranstärke wird von EPDM-Gummi gebildet. Gewebeeinlagen 43 sind zur Unterstützung der Verankerung des Zapfens 30 in der Membran 20 eingelegt.In Fig. 2, the top 40 comprises about 20 to 30% of the total membrane thickness. A urethane lug 43a is provided to aid in anchoring the peg 30 provided in the membrane 20. The remaining section of the membrane thickness is made of EPDM rubber formed. Fabric inlays 43 are to support the anchoring of the Pin 30 inserted in membrane 20.

In Fig. 3 wird der oberee Abschnitt 40 aus Urethan-Gummi gebildet und umfaßt etwa 50% der gesamten Membranstärke.In Fig. 3, the upper portion 40 is formed from urethane rubber and comprises about 50% of the total membrane thickness.

Wieder sind Gewebeeinlaaen, vorzugsweise in Form einzelner Stücke, zur Unterstützung einer Verankerung des Zapfens 30 in cer Membran 20 vorgesehen. In Fig. 4 sind die Gewebeabschnitte 43 nur in der Nähe des Zapfens 30 eingebaut, um auf diese Weise zur Reduzierung der Herstellungskosten beizutragen.Again, tissue inlets, preferably in the form of individual pieces, to support an anchoring of the pin 30 in cer membrane 20 is provided. In Fig. 4, the fabric sections 43 are installed only in the vicinity of the pin 30, in order to contribute to the reduction of the manufacturing costs in this way.

Fig. 5 zeict, daß die obere Schicht 41 aus Viton-Fluoro-Elastomer gebildet ist, und daß die Oberseite, die etwa 60% der Membranstärke umfaßt, entweder aus Urethan oder einem relativ hartem EPDM-Gummi heraestellt ist. Dieser Aufbau zeigt cute Flexibilität und gute Druckfestigkeit, kann preiswert heraestellt werden, worauf bereits oben eingegangen wurde.Fig. 5 shows that the top layer 41 of Viton fluoroelastomer is formed, and that the top, which is about 60% of the membrane thickness is made of either urethane or a relatively hard EPDM rubber. This structure shows cute flexibility and good compressive strength, can be manufactured inexpensively which has already been discussed above.

Insgesamt wurde ein Ventil mit rippenartigem Ventilsitz sowie mit einer neuen Ven£ilmembran beschrieben, welche In dem genannten Ventil oder ähnlichen Durchfluß-Steuervorrichtungen verwendet werden kann. Die Membran besteht aus zwei Schichten aus elastischem Material, damit sie Eigenschaften erbt, die mit hohen Temperaturen, Drücken, starken ionisierenden Strahlungen und mechanischen Kräften während der gesamten Membran-Lebensdauer kompatibel sind.Overall, a valve with a rib-like valve seat as well as with a new valve membrane described, which in said valve or the like Flow control devices can be used. The membrane consists of two Layers of elastic material so that it inherits properties that come with high Temperatures, pressures, strong ionizing radiation and mechanical forces are compatible throughout the life of the membrane.

Eei einer Ausführungsform wird eine obere Schicht aus Urethan-Gummi mit einer unteren Schicht aus Äthylen-Propylen Gummi während des Vulkanisier-Abschnittes eines Produktionszyklus' verbunden.In one embodiment, a top layer is made of urethane rubber with a lower layer of ethylene-propylene rubber during the vulcanization section of a production cycle.

Anmerkung: EPDM steht als Abkürzung für Äthylen-Propylen-Dienmonomer (engl.: Ethylene-Propylene-Diene-Monomer)Note: EPDM is an abbreviation for ethylene propylene diene monomer (English: Ethylene-Propylene-Diene-Monomer)

Claims

A n p r ü c h e X Valve membrane for a flow control valve, whose valve seat has in particular the shape of a rib, characterized in that that the membrane (20) consists of at least two layers of at least two different elastomeric materials (40,41), a first layer (40) on a second layer (41) is vulcanized and the properties of both layers be developed together in a single vulcanization-curing cycle.

2. Membrane according to claim 1, characterized in that the upper Layer (40) has a minimum tensile strength of about 281 ks / cm2 and a minimum Has extensibility of about 300% with a Shore hardness of about 70; and that the second layer (41) has a minimum tensile strength of about 176 kp / cm2 and a minimum Extension of 350% with a shore hardness of about 60.

3. Membrane according to claim 1 or 2, characterized in that a Layer (40) makes up about 20% to about 60% of the total membrane thickness.

4. Membrane according to one of the preceding claims, characterized in that that both layers (40, 41) have essentially the same thickness.

5. Membrane according to one of the preceding claims, characterized in that that a pin (30) is securely anchored in the t-membrane and a positioning the membrane in the valve (-0) from a fully open to a fully closed Position allowed, with the pin (30) during the Nenibran production partially is poured into it.

6e membrane according to claim 5, characterized in that at least around the pin (30) reinforcements (43) are embedded in the membrane, which prevent the peg from escaping from the membrane,

7. membrane after one of the preceding claims, characterized in that the first layer (40) on the the (upper) side of the membrane facing away from the flow path of the medium through the valve is arranged; and that the second layer is on the flow path of the medium is arranged by the valve facing (lower) side of the membrane.

8. Membrane according to one of the preceding claims, characterized in that that one layer (40) made of a urethane rubber and the other layer made of an ethylene-propylene rubber (41) vulcanized onto the urethane rubber.

9. Membrane according to one of the preceding claims, characterized in that that it is built into a valve (10) that is a valve housing (11) with flow channels (1415), wherein the membrane extends across the inner ends of the flow channels (14,15) extends when the valve is closed; that a control device (30) with the membrane is connected and to open and close the valve on the flow channels (14S15) to and from this wec can be moved.

10. Membrane according to claim 9, characterized in that the flow channels (14,15) define a raised rib (19) between them, oesen its upper edge the membrane can be placed in the closed position of the valve; that on the valve housing (11) a valve cap (23) is attached, in which a slide head (26) for actuation the membrane is displaceable, on which an optionally actuatable outside of the valve Control device (31) is attached.