NL8501244A

NL8501244A - FAST-ACTING PROTECTIVE CHECK VALVE FOR PRESSURE CONVERTERS AND THE LIKE.

Info

Publication number: NL8501244A
Application number: NL8501244A
Authority: NL
Original assignee: Mks Instr Inc
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1985-12-02
Also published as: FR2563888A1; NL187216C; FR2563888B1; CH670140A5; GB2158200A; DE3515573C2; GB2158200B; JPS60252876A; NL187216B; GB8508868D0; DE3515573A1

Description

NL/32.794-tM/f.NL / 32,794-tM / f.

Snelwerkende beschermende terugslagklep voor drukomzetters en dergelijke.Fast acting protective check valve for pressure transducers and the like.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een beschermende terugslagklep en verschaft een verbeterde terugslagklep met een ongecompliceerde goedkope minia-tuurconstructie, die ogenblikkelijk en automatisch reageert 5 op plotselinge hoge fluïdumdrukstoten door een blokkering en afsluiting te verschaffen tegen het doorleiden van dergelijke drukken naar kwetsbare constructies, zoals het membraan en de afdichtingen van een capacitieve manometer, welke terugslagklep gemakkelijk kan worden ingesteld in reactie, zelfreini-10 gende eigenschappen heeft en zonder van buiten afkomstige bekrachtiging werkt.The present invention relates to a protective non-return valve and provides an improved non-return valve with an uncomplicated low-cost miniature construction, which instantly and automatically responds to sudden high fluid pressure pulses by providing a blockage and barrier against the passage of such pressures to vulnerable structures, such as the diaphragm and seals of a capacitive manometer, which check valve can be easily adjusted in response, has self-cleaning properties and operates without external actuation.

Fluïdumkleppen zijn natuurlijk al lang bekend in vele verschillende uitvoeringen met inbegrip van de zogenaamde terugslagklep, waarin de fluïdumstroming tot één 15 richting beperkt is door een heen en weer beweegbaar of scharnierend klepdeel en soms een veerkrachtige of elektromagnetische bediening optreedt. Wanneer het echter gaat om toepassingen met zulke strenge gecombineerde eisen als uiterst snelle reacties, zeer dichte en houdbare afsluiting, 20 instelbaarheid van de reactie, ogenblikkelijke en positieve afsluiting bij slechts uiterst geringe gasstroming en geheel automatische zeer snelle werking, die niet afhankelijk is van bekrachtiging uit een hulpbron, wordt het noodzakelijk datgene wat gewoonlijk beschikbaar is te verbeteren. Deze 25 eisen treden bijvoorbeeld op met betrekking tot kleppen, die tere drukgevoelige toestellen tegen plotselinge grote drukstoten moeten beschermen zoals in het geval van gevoelige capacitieve manometers, waarvan de dunne membranen en betrekkelijk zwakke afdichtingen kunnen worden bescha-30 digd, wanneer een bijna explosieve instroming van lucht optreedt bij het openbreken van een zeer geringe waargenomen druk naar een betrekkelijk hoge omgevende atmosferische druk. Als beschadiging tijdens dergelijke episodes moet worden voorkomen, moet de metinginlaatpoort naar een derge-35 lijke manometer dicht worden geblokkeerd juist aan het begin van de drukverandering nog voor de zeer korte tijd, die de mogelijk schadelijke omgevingsluchtdruk nodig heeft om - “> i $ /, ƒ.Fluid valves have, of course, long been known in many different embodiments, including the so-called check valve, in which fluid flow is limited in one direction by a reciprocating or hinged valve member and sometimes resilient or electromagnetic actuation occurs. However, when it comes to applications with such stringent combined requirements as extremely fast reactions, very tight and tenable sealing, reaction adjustability, instantaneous and positive sealing with only extremely low gas flow and fully automatic very fast operation, which is not dependent on actuation from a resource, it becomes necessary to improve what is usually available. These requirements arise, for example, with regard to valves, which must protect delicate pressure-sensitive devices against sudden large pressure impacts, such as in the case of sensitive capacitive pressure gauges, whose thin membranes and relatively weak seals can be damaged when an almost explosive influx of air occurs when a very low perceived pressure breaks open to a relatively high ambient atmospheric pressure. If damage is to be prevented during such episodes, the measurement inlet port to such a pressure gauge must be tightly blocked just at the start of the pressure change for the very short period of time that the potentially damaging ambient air pressure may require - ->> $ / , ƒ.

0 9 -2- de manometer te belasten van buitenaf. Dit staat een vrijwel verwaarloosbare tijd toe voor de detectie van plotselinge dr lik verandering en voor snelle bediening van klepdelen in weerwil van hun traagheid. Bovendien moet het blokkeren of 5 afsluiten van buitengewone kwaliteit en volkomenheid zijn, daar anders lekkage zal verhinderen, dat de beoogde beschermende effecten worden verkregen. Ook is het niet voldoende, dat de blokkering wordt verkregen en volgehouden bij een plotselinge toename van de druk; het moet ook mogelijk zijn 10 dat de klep zeer snel wijd open gaat en daardoor toelaat, dat de bijbehorende manometer zijn beoogde drukmetingen verricht tijdens bewerkingen, waarbij schommelingen of veranderingen tussen hoge- en ïagedfuktoèstanden óptreden.Bij voorkeur moet de klep instelbaar in reactie zijn om tegemoet te komen 15 aan de behoeften van verschillende werkomstandigheden.0 9 -2- load the pressure gauge from the outside. This allows a virtually negligible time for the detection of sudden pressure changes and for fast actuation of valve parts despite their inertia. In addition, the blocking or sealing must be of exceptional quality and completeness, otherwise leakage will prevent the intended protective effects from being obtained. Nor is it enough that the blockage is obtained and sustained with a sudden increase in pressure; it should also be possible for the valve to open wide very quickly and thereby allow the associated manometer to take its intended pressure measurements during operations involving fluctuations or changes between high and low pressure conditions. Preferably, the valve should be adjustable in response to meet the needs of different working conditions.

Volgens bepaalde aspecten van de onderhavige beschrijving wordt erkend, dat een terugslagklep, die met een voldoende hoge snelheid werkt en met de nodige afsluit-kwaliteit om een capacitieve manometer of dergelijke te be-20 schermen tegen beschadiging door gasdrukstoten, op bijzondere wijze kan zijn uitgevoerd met een licht vrij beweegbaar klepdeel of plug, die gevormd is om door het fluïdum ogenblikkelijk te worden voortgedreven uit een door de zwaartekracht veroorzaakte "open" rusttoestand in een door lijn-25 contact actieve "gesloten" afsluiting ten opzichte van een lichaamszitting als de plotseling toegenomen fluïdumdruk zichzelf tracht voort te planten door het kleplichaam tot in de kwetsbare manometer. Een bij voorkeur toegepaste uitvoering van de uitvinding omvat een kleplichaam met twee 30 uitgelijnde van poorten voorziene onderdelen, die met schroefdraad zijn opgenomen in een instelbaar telescopisch omhullend verband met een ééndelig vrij beweegbaar klepdeel of plug, die gegoten is uit elastomeer materiaal, welke plug een afgeknot kegelvormig klepdeel heeft, dat is aan-35 gebracht om met lijncontact in zittende aanraking te komen met een stilstaande zitting, die is gevormd als smalle cirkelvormige rand om een passage door één van de lichaamsdelen. Het conische klepdeel gaat over in een enigszins taps uitgevoerd bovenste geleidingseind, dat altijd los is 40 gekoppeld in de passage en verhindert, dat de vrij beweeg- 85 0 1 24 4 * \ -3- bare plug zo schuin wordt gekanteld, dat deze waarschijnlijk op onvolkomen wijze op de zitting komt te zitten; aan zijn tegenovergestelde ondereind stelt de plug een betrekkelijk breed oppervlak bloot, waarop het aanstromende gas 5 botst, zodat de plug tegen de zwaartekracht omhoog zal worden gedreven en zijn conische deel zal komen te zitten en afdichten op de stilstaande zitting. Wanneer de uitwendige druk gelijk wordt aan of daalt onder de druk in de manometer, veroorzaakt de zwaartekracht snel, dat de plug daalt uit zijn 10 zittende "gesloten" oriëntatie, waardoor de manometer wordt geopend voor metingen van lagedrukken; deze drukval kan optreden tijdens de normale werking van de manometer of de inwendige en uitwendige drukken kunnen zich geleidelijk vereffenen zonder risico van beschadiging van de manometer 15 als resultaat van de betrekkelijk langzame lekkage, die wordt toegelaten door de terugslagklep. De responsie van de klep kan worden ingesteld door de met schroefdraad verbonden lichaamsdelen vast te draaien en aldus de toelaatbare beweging van de daarin opgenomen plug te beperken.According to certain aspects of the present description, it is recognized that a non-return valve operating at a sufficiently high speed and with the necessary shut-off quality to protect a capacitive pressure gauge or the like from damage by gas pressure surges can be designed in a special way with a lightly movable valve member or plug, shaped to be instantaneously driven by the fluid from a gravity-induced "open" state of rest into a line-closed "closed" closure to a body seat as the sudden increased fluid pressure attempts to self-propagate through the valve body into the vulnerable gauge. A preferred embodiment of the invention comprises a valve body having two aligned gated parts threadedly incorporated into an adjustable telescopic wrapping relationship with a one-piece freely movable valve member or plug molded from elastomeric material, which plug is a has a frusto-conical valve member, which is arranged to come in line contact with a stationary seat with line contact, which is formed as a narrow circular rim around a passage through one of the body parts. The conical valve part changes into a slightly tapered upper guide end, which is always loosely coupled in the passage and prevents the freely movable plug from tilting so that it probably is imperfectly placed on the seat; at its opposite lower end, the plug exposes a relatively wide surface on which the inflowing gas 5 collides, so that the plug will be driven upwards by gravity and its conical part will sit and seal on the stationary seat. When the external pressure becomes equal to or falls below the pressure in the manometer, gravity quickly causes the plug to drop from its seated "closed" orientation, opening the manometer for low pressure measurements; this pressure drop may occur during normal operation of the manometer or the internal and external pressures may gradually equalize without risk of damaging the manometer 15 as a result of the relatively slow leakage allowed by the check valve. The valve response can be adjusted by tightening the threaded body parts and thus limiting the allowable movement of the plug contained therein.

20 Eën van de doelen van de onderhavige uitvinding is derhalve het verschaffen van een bijzondere en gunstige beschermende terugslagklep met een ongecompliceerde betrouwbare goedkope en instelbare precisieconstruc-tie, die ogenblikkelijk het doorlaten van mogelijk storende 25 effecten van fluïdumdrukstoten kan blokkeren en onmiddellijk de werkzame open kleptoestand weer kan herstellen, wanneer dit vereist is.One of the objects of the present invention is therefore to provide a special and favorable protective check valve with an uncomplicated reliable inexpensive and adjustable precision construction, which can immediately block the passage of potentially interfering effects of fluid pressure pulses and immediately open the open valve position can recover again when required.

Een verder doel is het verschaffen van een snelwerkende beschermende terugslagklep voor capacitie-30 ve manometers en dergelijke, waarin een lichte beweegbare veerkrachtige plug is gevormd en aangebracht om door het fluïdum snel te worden gedreven op een zitting in de sluit-toestand, die op doelmatige wijze het doorleiden van gevaarlijke fluïdumdrukstoten blokkeert, waarbij een normaal 35 open toestand wordt gehandhaafd of hersteld door de zwaartekracht.A further object is to provide a fast acting protective check valve for capacitive manometers and the like, in which a light movable resilient plug is formed and arranged to be rapidly driven by the fluid onto a seat in the closed position, which is effectively manner blocks the passage of dangerous fluid pressure pulses, maintaining a normally open state or restoring it by gravity.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding is afge-40 beeld.The invention will be elucidated hereinafter with reference to the drawing, which shows a preferred embodiment of the invention.

85 0 1 2 4 4 ί -4-85 0 1 2 4 4 ί -4-

Fig. 1 toont een afbeelding van een snel werkende beschermende terugslagklep in verband met een schematische voorstelling van een capacitieve manometer, waarbij het beweegbare klepdeel en zijn zitting zijn aangegeven 5 met gebroken lijnen.Fig. 1 shows an illustration of a fast acting protective check valve in connection with a schematic representation of a capacitive pressure gauge, with the movable valve part and its seat indicated by broken lines.

Fig. 2 toont de elementen van een verbeterde beschermende terugslagklep in een uiteengenomen toestand, waarbij bepaalde elementen in doorsnede zijn afgeheeld.Fig. 2 shows the elements of an improved protective check valve in an exploded state, with certain elements tilted in section.

Fig. 3 is een langsdoorsnede van dezelfde 10 terugslagklep, waarbij de elementen zijn gemonteerd en de beweegbare plug slechts gedeeltelijk is doorgesneden, en fig. 4 is een gedetailleerd fragment, gedeeltelijk in doorsnede en op grotere schaal, van een inwendig deel van dezelfde klep met inbegrip van de plug, 15 zijn zitting en geleidingen.Fig. 3 is a longitudinal section of the same check valve, with the elements mounted and the movable plug cut only partially, and FIG. 4 is a detailed fragment, partly in section and on an enlarged scale, of an internal portion of the same valve including the plug, 15 are seat and guides.

Met verwijzing naar de tekening, waarin dezelfde verwijzingscijfers gelijke of overeenkomstige onderdelen en eenheden in de'verschillende figuren aanduiden en meer in het bijzonder naar fig. 1 daarvan, is 20 een uitvoering van een snelwerkende beschermende terugslagklep 5 afgebeeld met axiaal uitgelijnde inlaat- en uitlaatkoppelingen 5A respectievelijk 5B aan tegengestelde einden van een hoofdkleplichaam 5C. De klep is aangebracht in de gasleiding tussen een capacitieve manometer 6 en 25 een ruimte waarvan de gasdruk moet worden bewaakt, zoals een geëvacueerde ruimte, die wordt gehouden op een zeer lage druk in verband met de verwerking van elektronische halfgeleiders. Het voorbeeld van een capacitieve manometer 6, dat hier terwille van de bespreking is gekozen, 30 is een sensor van een enkelzijdig absoluut druktype, waarin capaciteitselektroden 6A en 6B zijn aangebracht in een geëvacueerde en afgesloten referentiedrukzijde 6C van het omhulsel 6D en uitwendig zijn verbonden met meetapparatuur (niet afgebeeld), die reageert op hun capacitieve 35 verhoudingen, zoals worden beïnvloed door door de druk veroorzaakte vervormingen van een betrekkelijk dun metalen membraan βΕ· Afhankelijk van de drukken, die worden medegedeeld aan de drukzijde 6F van de eenheid, zal het membraan 6E meer of minder uitbuigen, zoals is afgebeeld met 40 de gebroken lijn 6E' en de betreffende capaciteitsmetingen 8501244 -5- zullen deze drukken aangeven. Sommige van de constructieve eigenaardigheden waarmee deze manometers zijn ontworpen om de benodigde gevoeligheid te hebben zijn tevens mogelijke bronnen van storing, zoals in het geval van het dunne mem-5 braan 6E, welk membraan in het bijzonder voldoende veerkrachtig vervormbaar moet zijn om herhaaldelijk te reageren op een voorspelbare wijze op grote en kleine drukveranderingen, waarbij het toch zijn elasticiteitsgrens niet mag overschrijden en niet aanstoten tegen nabij liggende constructielij delen en ook zijn ondersteuningen en afdichtingen niet mag overbelasten. Daar is een buitengewoon hoge mate van kwetsbaarheid, wanneer de gemeten druk plotseling springt op een hoge waarde, hetgeen typisch vrij veelvuldig optreedt, wanneer het systeem, dat een meting ondergaat plotseling wordt 15 verbonden met atmosferische druk. Bij dergelijke gelegenheden kan het membraan een heftige stootbelasting ondervinden en worden uitgerekt met een sterke kans op beschadiging en storing, speciaal wanneer deze mishandeling herhaaldelijk optreedt.Referring to the drawing, in which like reference numerals designate like or like parts and units in the various figures and more particularly to Figure 1 thereof, there is shown an embodiment of a fast acting protective check valve 5 with axially aligned inlet and outlet couplings 5A and 5B, respectively, at opposite ends of a main valve body 5C. The valve is arranged in the gas line between a capacitive pressure gauge 6 and 25, a space whose gas pressure is to be monitored, such as an evacuated space, which is held at a very low pressure in connection with electronic semiconductor processing. The example of a capacitive pressure gauge 6, chosen here for discussion, is a one-sided absolute pressure type sensor, in which capacitance electrodes 6A and 6B are disposed in an evacuated and sealed reference pressure side 6C of the enclosure 6D and externally connected to measuring equipment (not shown), which responds to their capacitive ratios, such as are affected by pressure-induced deformations of a relatively thin metal membrane βΕ · Depending on the pressures communicated to the pressure side 6F of the unit, the membrane 6E deflect more or less, as shown with 40 the broken line 6E 'and the respective capacitance measurements 8501244 -5- will indicate these pressures. Some of the structural peculiarities with which these gauges are designed to have the required sensitivity are also possible sources of interference, such as in the case of the thin membrane 6E, which membrane in particular must be sufficiently resiliently deformable to react repeatedly predictably on major and minor pressure changes, yet it should not exceed its elasticity limit and bump against adjacent construction parts, nor overload its supports and seals. There is an extremely high degree of vulnerability when the measured pressure suddenly jumps to a high value, which typically occurs quite frequently when the system undergoing measurement is suddenly connected to atmospheric pressure. On such occasions, the membrane may experience a severe impact load and be stretched with a high risk of damage and failure, especially if this mistreatment occurs repeatedly.

20 De snelheid, waarmee de grote drukstoten optreden, suggereert, dat een bruikbare bescherming kan worden bereikt door elektronisch geregelde snelwerkende elektromagnetische kleppen, een oplossing, die dure en gecompliceerde apparatuur zou meebrengen alsmede de afhan-25 kelijkheid van een bekrachtigingsbron. Het is echter gebleken, dat de terugslagklep 5 met natuurlijke bekrachtiging, die geheel werkt zonder een hulpenergiebron en inplaats daarvan afhangt van de zwaartekracht en van krachten, die daarin door gassen worden opgewerkt, op betrouwbare wijze 30 een voldoende beschermende terugslagwerking kan verschaffen bij geschikte snelheid en met dichte afsluiting. Voor deze veeleisende doeleinden wordt de vereiste klepwerking uitgevoerd door een kleine beweegbare plug 7, die is gegoten uit elastomeer materiaal en een afgeknot kegelvormige midden-35 sectie ct'ie is bedoeld om in innig lijncontact te komen zitten tegen een smalle cirkelvormige rand 8 tussen stap-vormige binnenvlakken van het kleplichaam 5C. De midden- 9 sectie 7A en de smalle band 'waarlangs deze in aanraking komt met de zittingrand 8fongeveer 1/3 van de afstand om-40 laag vanaf zijn smallere eind, zijn op grotere schaal af- 8501244The speed at which the large pressure pulses occur suggests that useful protection can be achieved by electronically controlled fast-acting solenoid valves, a solution that would involve expensive and complicated equipment as well as the dependence of an energizing source. However, it has been found that the natural actuation check valve 5, which operates entirely without an auxiliary power source and instead depends on gravity and on forces worked up therein by gases, can reliably provide a sufficient protective check action at appropriate speed. and with a tight seal. For these demanding purposes, the required valve action is performed by a small movable plug 7, which is molded from elastomer material and a frusto-conical mid-section section is intended to come into intimate line contact against a narrow circular rim 8 between step -shaped inner surfaces of the valve body 5C. The center 9 section 7A and the narrow band along which it contacts the seat edge 8 about 1/3 of the distance low from its narrower end are larger scale 8501244

¥ Z¥ Z

-6- gebeeld in fig. 4, waarbij -de band 9 met in wezen lijncontact is aangegeven door een rij kruisjes. De hellingshoek van de afgeknopte kegelvormige sectie is bij voorkeur ongeveer 45° ten opzichte van de centrale langsas 10-10 van de plug en 5 het klepsamenstel en deze betrekkelijk steile helling is voldoende om te verhinderen, dat de plug onbedoeld wordt geklemd en blijft vastzitten op zijn zitting.-6- depicted in Figure 4, wherein -band 9 with substantially line contact is indicated by a row of crosses. The angle of inclination of the truncated conical section is preferably about 45 ° from the central longitudinal axis 10-10 of the plug and the valve assembly, and this relatively steep slope is sufficient to prevent the plug from being accidentally clamped and trapped on its session.

De afgebeelde terugslagklepuitvoering is bedoeld om te worden gemonteerd met zijn langsas 10-10 10 in wezen vertikaal, zodat de kleine plug 7, buitengewoon licht als deze is, normaal door de zwaartekracht zal rusten in een onderste stand (niet afgebeeld) tegen een ringvormige inwendige schouder 11 (fig, 2 en 4) van het binnenste klep-lichaamdeel 5D, dat in één geheel is verbonden met de in-15 laatkoppeling 5A. Een onderste cilindrische deel 7B van de plug is aangebracht om te rusten tegen deze schouder en zijn plat cirkelvormig ondervlak 7C loodrecht op de richting van een aanstromende stoot lucht of ander gas aan te bieden, dat is aangegeven door pijlen 12 (fig. 3 en 4). Wanneer de 20 systeemruimte, waarvan de druk moet worden gemeten wordt geëvacueerd of op andere wijze in druk verlaagd, geschiedt de betreffende gasstroming door de terugslagklep in de richting van de pijl 13 (fig. 1), en gaat deze langs de rustende plug 7 door daaromheen omlaag te stromen eerst idoor de 25 ringvormige speelruimte tussen het cilindrische deel 7B en een .omringende huls 14 aan het boveneind van het lichaamsdeel 5P en dan door een stel halfcilindrische uitsparingen 15, die neerwaarts ten opzichte van de ringvormige schouder 11 zijn geboord. Wanneer een voldoend plotselinge en hevige 30 omkering van de gasstroming naar de manometer in de richting van de pijl 16 (fig. 1) optreedt, zoals zal geschieden, wanneer de geëvacueerde meetruimte plotseling wordt verbonden met de atmosferische druk, botst de luchtstoot met kracht tegen het stompe eind 7C van de plug, zoals aange-35 geven door de pijlen 12 (fig. 3 en 4) en veroorzaakt een sterke hefkracht, die meteen de lichte plug omhoog drijft met hoge snelheid tot deze stevig en dicht zit op de zit-. tingrand 8. Deze werking vindt zo snel en zeker plaats, dat de manometer niet het ergste van de drukstoot behoeft te 8501244 -7- w weerstaan, daar de beschermende blokkering of terugslagwer-king optreedt voordat de manometer een ongewenste drukstoot kan ondervinden.The illustrated check valve arrangement is intended to be mounted with its longitudinal axis 10-10 10 essentially vertical so that the small plug 7, extremely light as it is, will normally rest by gravity in a lower position (not shown) against an annular interior shoulder 11 (FIGS. 2 and 4) of the inner valve body portion 5D, which is integrally connected to the inlet coupling 5A. A lower cylindrical portion 7B of the plug is provided to rest against this shoulder and to provide its flat circular bottom surface 7C perpendicular to the direction of an impinging burst of air or other gas, indicated by arrows 12 (Figures 3 and 4 ). When the system space, the pressure of which is to be measured, is evacuated or otherwise reduced in pressure, the relevant gas flow takes place through the non-return valve in the direction of the arrow 13 (fig. 1), and passes through the resting plug 7 flowing down around it first through the annular clearance between the cylindrical portion 7B and a surrounding sleeve 14 at the upper end of the body portion 5P and then through a pair of semicylindrical recesses 15 drilled downwardly relative to the annular shoulder 11. When a sufficiently sudden and violent reversal of the gas flow to the manometer in the direction of the arrow 16 (Fig. 1) occurs, as will happen, when the evacuated measuring space is suddenly connected to the atmospheric pressure, the air burst violently collides with the blunt end 7C of the plug, as indicated by arrows 12 (Figures 3 and 4), causes a strong lifting force, which immediately drives the light plug up at high speed until it is firmly and tightly seated on the seat. . tingrand 8. This action takes place so quickly and reliably that the pressure gauge does not have to withstand the worst of the pressure impact, since the protective blocking or kickback action occurs before the pressure gauge may experience an undesirable pressure impact.

Gegoten plug 7 is een ééndelige uitdruk-5 king, niet alleen van het bovengenoemde afgeknotte kegelvormige middensectieklepdeel 7A en een onderste cilindrische basisdeel 7B, maar ook van een bovenste geleidingsdeel 7D.Molded plug 7 is a one-piece expression not only of the aforementioned truncated conical center section valve section 7A and a lower cylindrical base section 7B, but also of an upper guide section 7D.

Bij voorkeur loopt het geleidingsdeel naar boven enigszins taps toe en is het lang genoeg om goed gekoppeld in de bo-10 ring 5E van het lichaamsdeel 5C te blijven, zelfs als de plug in zijn laagst mogelijke stand staat. Dit gekoppelde geleidingsverband verzekert, dat de plug niet zo scheef gekanteld kan worden, dat deze klemt en niet onmiddellijk op de juiste wijze zit, wanneer deze met kracht omhoog 15 wordt gedrukt door een aanstromende gasstoot. De kleine plug 7 kan typisch slechts ongeveer 1,2 cm in maximum onderste diameter zijn en 0,9 cm in minimum bovenste diameter met een totale lengte van ongeveer 0,83 cm. Het totale gewicht, wanneer deze is gegoten uit fluorelasto-20 meer met een hardheid van 70-durometer, zoals in de handel verkrijgbaar is onder de handelsaanduiding "Viton-A", is slechts ongeveer 1,4 gram. Andere materialen of combinaties van materialen kunnen op doelmatige wijze worden toegepast, hoewel het de voorkeur verdient, dat het klep-25 oppervlak bestaat uit veerkrachtig vervormbaar materiaal, zoals gewoon rubber of een elastomere kunststof, die een dichtzitten onder slechts geringe druk toelaten. Bovendien heeft het buigelastische karakter van het klepopper-vlak de neiging zelfreinigend te zijn of het opbouwen van 30 verontreinigingen, die de afsluiting zouden kunnen benadelen tegen te gaan. De bovengenoemde tapse hoek van ongeveer 45° is zeer bevredigend in verband met een goed niet-klemmend lijncontact afdichten, dat optreedt tussen het afgeknot kegelvormige middendeel 7A van de plug en de smal-35 le zittingsrand 8 in het bovenste lichaamsdeel 5C. Bij veel stompere hoeken kan niet worden verwacht, dat de plug zichzelf even goed in zijn zitting centreert en zal de afsluiting met de stand variëren en minder gelijkmatig zijn.Preferably, the guide portion tapers upward slightly and is long enough to remain well coupled in the bore 5E of the body portion 5C even when the plug is in its lowest position. This coupled conductive bandage ensures that the plug cannot be tilted so that it clamps and does not immediately sit correctly when it is forcefully pushed upward by an incoming gas blast. The small plug 7 can typically be only about 1.2 cm in maximum bottom diameter and 0.9 cm in minimum top diameter with an overall length of about 0.83 cm. The total weight when cast from fluoroelasto-20 more with a hardness of 70 durometer, as commercially available under the trade designation "Viton-A", is only about 1.4 grams. Other materials or combinations of materials can be used effectively, although it is preferred that the valve surface be of resiliently deformable material, such as plain rubber or an elastomeric plastic, which allow sealing under only slight pressure. In addition, the bend-elastic nature of the valve surface tends to be self-cleaning or to counteract the build-up of impurities that could impair sealing. The above tapering angle of about 45 ° is quite satisfactory in connection with a good non-clamping line contact sealing which occurs between the frusto-conical center portion 7A of the plug and the narrow seating edge 8 in the upper body portion 5C. At much blunt corners it cannot be expected that the plug will center itself equally well in its seat and the seal will vary with the position and be less uniform.

De zittingrand 8 is zo in diameter uitgevoerd, dat deze 40 aangrijpt en afsluit op het afgeknot kegelvormige klepdeel _«Mi 8501244 -8- 7a van de plug op ongeveer 1/3 van de afstand vanaf zijn smallere eind naar zijn bredere eind, zoals is aangegeven met het cijfer 9 in fig. 4, waarbij blijkt, dat onder deze omstandigheden centrering en weinig kleven optreedt. Wanneer 5 de tapse hoek belangrijk scherper is kan de plug de neiging hebben te vervormen en zichzelf in de zitting vast te klemmen, waarbij het losmaken en openen van de klep onzeker wordt. In dit laatste opzicht wordt opgemerkt, dat hoewel de klep sluit als gevolg van de kracht van het aanstromende 10 gas tegen het grotere eind 7C van de plug, deze zakt en o-pent, wanneer de neerwaartse kracht van de massa, die deze vertoont onder de invloed van de zwaartekracht, groter is dan de mate, waarin de opwaartse kracht van de gasdruk van onderen de neerwaartse kracht van de inwendige manometer-15 gasdruk van boven overschrijdt. De werkzame oppervlakken van de plug, die zijn blootgesteld aan deze gasdrukken zijn in wezen gelijk, zodat verschillen in druk, niet in oppervlak, het openen van de klep beïnvloeden. Een te lichte plug heeft echter de neiging om traag te openen.The seat edge 8 is so designed in diameter that it engages 40 and seals on the frusto-conical valve part of the plug about 1/3 of the distance from its narrower end to its wider end, as is indicated by the number 9 in fig. 4, whereby it appears that centering and little sticking occur under these conditions. When the taper angle is significantly sharper, the plug may tend to deform and clamp itself in the seat, causing the valve to loosen and open. In the latter regard, it is noted that although the valve closes due to the force of the gas flowing against the larger end 7C of the plug, it drops and o-pips as the downward force of the mass it exhibits under the influence of gravity is greater than the degree to which the upward force of the gas pressure from below exceeds the downward force of the internal manometer-15 gas pressure from above. The active surfaces of the plug exposed to these gas pressures are essentially the same, so that differences in pressure, not surface, affect valve opening. Too light a plug, however, tends to open slowly.

20 De gevoeligheid van de klepwerking wordt regelbaar beïnvloed door de instelling van de axiale afstand waarover de plug 7 moet bewegen tussen zijn laagste (open) en bovenste (gesloten) stand. Voor dit doel zijn het bovenste en onderste kleplichaamdeel 5C en 5D gekoppeld 25 door hun samenwerkende inwendige respectievelijk uitwendige schroefdraad 5C' en 5D' en kunnen ze axiaal meer naar elkaar toe getrokken of verwijderd worden door geschikte manipulatie van hun geribbelde buitenvlakken 5C1' respectievelijk 5D1'. Het cilindrische onderste deel 7B van de plug 7 past 30 enigszins los in een samenwerkende cilindrische uitsparing 14' (fig. 2) in de huls 14 aan het boveneind van het lichaamsdeel 5D en wanneer de klep in de open stand staat met de plug in zijn onderste stand, rusten de randen van de platte bodem 7C van de plug op de bovengenoemde uitgesneden 35 ringvormige schouder 11. Afhankelijk van hoe volledig de twee lichaamsdelen op elkaar gekoppeld zijn, zal de plug dus een te kiezen kortere of langere afstand axiaal omhoog kunnen bewegen langs de as 10-10 voordat deze in aanraking komt met de zittingrand 8 en het "sluiten" van de klep en 40 "beheersen" van een drukstoot bewerkstelligt. De gevoelig- 8501244 -9- heidsinstelling heeft de aard van een micrometermanipulatie, waarbij, voordat de klep wordt geïnstalleerd, de bediende de klepdelen roteert in een richting om ze naar elkaar toe te trekken om de plug daarbinnen totdat het schudden langs 5 de as 10-10 niet langer het ratelende geluid oplevert dat anders wordt veroorzaakt doordat de plug vrij kan bewegen, en daarna een rotatie in de tegenovergestelde richting van het ene lichaamsdeel ten opzichte van het andere over een voorafbepaalde hoek beweegt deze uit elkaar over een vooraf-10 bepaalde axiale afstand, die de plug vrijmaakt uit een opgesloten onbeweegbare "nul"stand, zodat deze axiaal kan bewegen over de voorafbepaalde axiale afstand. De fijnheid van de schroefdraad bepaalt hoeveel hoekbeweging een voorafbepaalde axiale scheiding van het lichaam zal veroorzaken en 15 op zijn beurt de gevoeligheid van de klep voor drukveranderingen. In een uitvoering was elke derde draai terug vanaf "nul" bijvoorbeeld werkzaam om de vereiste "terugslag"druk te vergroten met ongeveer 1 torr.The sensitivity of the valve action is controllable by the adjustment of the axial distance over which the plug 7 must move between its lowest (open) and upper (closed) position. For this purpose, the upper and lower valve body members 5C and 5D are coupled by their cooperating internal and external threads 5C 'and 5D', respectively, and can be axially pulled together or removed by appropriate manipulation of their ribbed outer surfaces 5C1 'and 5D1', respectively. . The cylindrical bottom part 7B of the plug 7 fits slightly loosely into a co-operating cylindrical recess 14 '(Fig. 2) in the sleeve 14 at the top of the body part 5D and when the valve is in the open position with the plug in its bottom position, the edges of the flat bottom 7C of the plug rest on the aforementioned cut-out annular shoulder 11. Depending on how fully the two body parts are coupled together, the plug will thus be able to move axially upwards a shorter or longer distance to be selected along the axis 10-10 before it contacts the seat edge 8 and accomplishes "closing" the valve and 40 "controlling" a pressure surge. The sensitivity setting has the nature of a micrometer manipulation, where, before the valve is installed, the operator rotates the valve parts in a direction to pull them together around the plug within them until shaking along the axis 10 -10 no longer produces the rattling sound otherwise caused by the plug being able to move freely, and then a rotation in the opposite direction of one body part relative to the other by a predetermined angle moves it apart by a predetermined angle axial distance, which releases the plug from an enclosed immovable "zero" position so that it can move axially over the predetermined axial distance. The fineness of the screw thread determines how much angular motion will cause a predetermined axial separation from the body and in turn the sensitivity of the valve to pressure changes. For example, in one embodiment, every third turn back from "zero" was effective to increase the required "blowback" pressure by about 1 torr.

Een lekvrije koppeling van de ten opzich-20 te van elkaar roteerbare lichaamsdelen wordt verzekerd door een 0-ringafdichting 16, die is aangebracht in een groef 17 aan het boveneind van het lichaamsdeel 5D, waarbij het bovenste lichaamsdeel 5C een inwendige boring 18 met een cilindrisch oppervlak heeft, waardoor de O-ring wordt samen-25 gedrukt om lekkage te verhinderen. De koppeling van het van schroefdraad voorziene boveneind van het lichaamsdeel 5C met een manometerinlaat of dergelijke wordt vergemakkelijkt door een van inwendige schroefdraad voorziene moer 19, die een holle huls 20 drukt tegen een afdichtende 0-30 ring 21, die rust op een hellende schouder 21, die zich radiaal uitspreidt vanaf de nabijheid van het boveneind van het deel 5C; wanneer de O-ring 21 voldoende wordt samengeperst wordt deze radiaal binnenwaarts vervormd en dicht aldus af tegen een manometerinlaatbuis (niet afgebeeld), 35 die nauw daarin past.A leak-proof coupling of the mutually rotatable body parts is ensured by an O-ring seal 16, which is arranged in a groove 17 at the top end of the body part 5D, the upper body part 5C having an internal bore 18 with a cylindrical surface, thereby compressing the O-ring to prevent leakage. Coupling of the threaded top end of the body portion 5C with a pressure gauge inlet or the like is facilitated by an internally threaded nut 19 which presses a hollow sleeve 20 against a sealing 0-30 ring 21 resting on an inclined shoulder 21 spreading radially from the vicinity of the top end of portion 5C; when the O-ring 21 is compressed sufficiently, it is deformed radially inwardly and thus seals against a manometer inlet tube (not shown), which fits tightly therein.

De klep wordt bij voorkeur in wezen vertikaal opgesteld, hoewel een werking met een afwijking van de vertikaal tot ongeveer 45° mogelijk is met enige verslechtering in de prestatie. Wanneer de zwaartekracht alleen 40 niet wordt vertrouwd voor de automatische opening kan een 8501244The valve is preferably arranged substantially vertically, although operation with a deviation from the vertical to about 45 ° is possible with some deterioration in performance. If gravity alone is not trusted 40 for the automatic opening, an 8501244 can

VV

-10- door een veer verkregen, magnetische of andere voorspanning worden toegepast om normaal de plug vanaf de zitting te drukken. Een ééndelige gegoten plug, zoals is beschreven en afgeheeld, verdient de voorkeur en zijn afgeknot kegelvor-5 mig klepdeel kan gemakkelijk zeer nauwkeurig worden gegoten en geheel zonder vormlijnen, die anders het optimaal zitten en afsluiten zouden verstoren.-10- spring-loaded, magnetic or other preload are applied to normally push the plug from the seat. A one-piece molded plug, as described and dismantled, is preferred and its frusto-conical valve member is easily cast very accurately and completely without molding lines, which would otherwise interfere with optimum seating and sealing.

Bij andere constructies kan het afgeknot kegelvormige deel van het klepdeel daarentegen zijn uit-10 gevoerd met een bolvormige inplaats van conische contour, hoewel een volle kogel natuurlijk onwenselijke vormlijnen zou vertonen en daarom geen goed vervangingsmiddel zou zijn.In other constructions, on the other hand, the frusto-conical portion of the valve member may be spherical rather than conical contour, although a full ball would naturally exhibit undesirable shape lines and therefore would not be a good substitute.

Het afgebeelde platte bodemvlak van de plug kan anders concaaf zijn en de gehele plug kan zijn uitge-15 hold vanaf dat eind om een licht gewicht te verkrijgen met een breed oppervlak, waartegen het aanstromende gas kan opbotsen om de terugslagwerking te bewerkstelligen. Een ééndelige gegoten plug verdient de voorkeur zonder naden, behalve aan de bedoelde hoeken en randen, maar bruikbare 20 resultaten kunnen worden verkregen met een vergelijkbare meerdelige plug en/of met een niet-veerkrachtig kernstuk, dat een mantel van elastomeer afdichtingsmateriaal draagt langs de afgeknotte klepsectie van de plug.The depicted flat bottom surface of the plug may otherwise be concave and the entire plug may be held from that end to obtain a light weight with a wide surface against which the inflowing gas may collide to effect kickback. A one-piece molded plug is preferred without seams, except at the intended corners and edges, but useful results can be obtained with a comparable multi-part plug and / or with a non-resilient core piece, which carries an elastomeric seal material jacket along the truncated valve section of the plug.

De uitvinding is niet beperkt tot de 25 beschreven uitvoeringsvormen, die binnen het kader van de uitvinding gewijzigd kunnen worden.The invention is not limited to the described embodiments, which can be modified within the scope of the invention.

85012448501244

Claims

1. Quick acting protective check valve for transducers or the like, characterized by a valve body with inlet and outlet ports communicating with an internal fluid flow passage extending along an axis therethrough and having a narrow circular rim having a valve seat perpendicular to the shaft, a valve member received in the body and guided on its outside for short reciprocating movements along the shaft between a first flow blocking position in which an outer valve portion thereof contacts and closes on the seat and a second position, in which the valve member is displaced axially relative to the seat and fluid can flow around the valve member and through the seat and passage, the outer valve portion of the valve member being resiliently deformable and having an external shape having a surface of revolution about the axis and decreases in diameter from a wider end of the valve member to a k leiner end portion, having a smaller diameter than the seat and fitting therethrough, so that the outer portion can come into closing line contact on the seat, the wider end of the valve portion being closed by surfaces substantially perpendicular to the shaft and fits into the passage so that relatively large amounts of the fluid flowing in the direction of the seat collide with the larger end and thereby drive the valve member along this axis until the outer member comes in closing line contact with the seat, the smaller end portion of the valve member has a sufficient axial length and diameter 30 to extend through the seat irrespective of the axial position of the valve member and to prevent the valve member from overturning and clamped excessively, the valve member being so light of weight has been generated with respect to the impact of the inflowing fluid against its wider end The forces that, when the fluid begins to flow, the valve member is rapidly driven into the closed position on the seat and thereby provides protection against being passed through it. - im 8501244 -12- passing an important fluid burst.

2. Non-return valve according to claim 1, characterized in that the external valve part of the valve part consists of elastomeric material and has a frusto-conical shape, the valve seat being formed by step-shaped inner surfaces of the valve body which merge at least at 90 °. at the location of the narrow circular edge.

3. Check valve according to claim 2, 10, characterized in that the valve body consists of two body parts, which are coupled by complementary external and internal threads, which are coaxial to the shaft and the passage, one of the body parts being part of the passage comprising the valve seat therein and the other body part comprises another part of the passage and a recess which receives the larger end of the valve part therein, the screwed-in body parts rotatable relative to each other about the axis axial distance between the first and second positions and thereby adjust the sensitivity of the check valve to pressures that will close the valve.

4. Non-return valve according to claim 3, characterized in that the valve part is not mechanically connected to the body and consists of a free one-piece part, which is molded from elastomeric material without molding along the valve part with the frusto-conical shape.

5. Non-return valve according to claim 4, characterized in that the valve portion with the frusto-conical shape tapers from the wider end to the narrower end with an inclination of about 45 ° with respect to the axis, the narrow circle edge forming the valve seat that has a diameter that causes it to contact the valve portion about 1/3 of the axial distance from the narrower end to the wider end when the valve portion sits thereon.

6. Non-return valve according to claim 5, characterized in that the smaller end part of the valve part tapers at a relatively small angle 40 from the valve part to the free end thereof, the wider end being of the valve member is at least substantially cylindrical and has a blunt end face which is substantially perpendicular to the shaft in a position in which the inflowing fluid collides with it.

7. Non-return valve according to claim 6, characterized in that the substantially cylindrical wider end of the valve part is accommodated relatively loosely in the recess in the other body part, which recess is located on the inner end of the other body part and an annular shoulder its bottom has around the fluid passage therethrough, which shoulder is arranged for engagement with edges of the blunt end face of the valve surface to determine the second position with maximum axial displacement of the valve member from the seat 15, the shoulder having relief passages through which the fluid flow can be diverted along the valve member when the blunt end face of the valve member rests on the shoulder.

8. Non-return valve according to claim 7, 20, characterized in that the shaft is at least substantially vertical and one body part lies above the other body part, so that gravity pushes the valve part to the second position to open the valve.

9. Non-return valve according to claim 4, characterized in that the valve part consists of fluoroelastomer material and has a hardness of about 70 durometer, the shaft being at least substantially vertical and the second position being below the first position and the valve part is pushed by gravity 30 to the second position to open the valve in the absence of predominant lifting forces by the inflowing fluid and by greater pressures below the valve body than above. 3561244