NL8903042A

NL8903042A - Membraanafsluiter en werkwijze voor de vervaardiging van zulk een afsluiter.

Info

Publication number: NL8903042A
Application number: NL8903042A
Authority: NL
Original assignee: Ratelband Johannes B
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-07-01
Also published as: CA2031143A1; EP0436241A2; NO905323D0; NO905323L; NO170818B; JPH04262177A; EP0436241A3; US5090660A; NO170818C

Description

Membraanafsluiter en werkwijze voor de vervaardiging van zulk een afsluiter.

De uitvinding heeft betrekking op een membraanafsluiter, voorzien van een in een leiding opneembaar huis en een daarin aangebracht lichaam van elastisch materiaal, dat ten minste bestaat uit een van buiten af in dwarsrichting belastbaar hulsvormig membraan, een centraal daarin aanwezig kernlichaam en het membraan plaatselijk met het kernlichaam verbindende radiale langsribben, die het in de onbelaste toestand van het membraan tussen het membraan en het kernlichaam aanwezige geopende doorstroomkanaal verdelen in van elkaar gescheiden langskanalen die tijdens het belasten van het membraan elk door een eigen gedeelte van het membraan dichtgedrukt worden.

Een membraanafsluiter van deze soort is onder andere bekend uit het Nederlandse octrooischrift 99179. De hieruit bekende membraanafsluiters blijken slechts goed te werken bij mediumdrukken, die de waarde van 3 Atm. niet overschrijden. De reden daarvoor is, dat bij hogere drukken het membraan tijdens het sluiten van de afsluiter door de voor het sluiten en het gesloten houden vereiste druk vooral nabij het uitstroomeinde van de afsluiter zodanig vervormd, bijvoorbeeld naar dat einde toe uitgestulpt kan worden, dat een betrouwbare doorlaat niet meer kan worden gegarandeerd.

De uitvinding beoogt nu op eenvoudige wijze een membraanafsluiter van de genoemde bekende soort zodanig uit te voeren, dat hij voor een hogere dan de genoemde maximale druk geschikt is. Volgens de uitvinding wordt dit hierdoor bereikt, dat het membraan de veerkracht daarvan vergrotende middelen bevat. Dit heeft tot gevolg, dat het membraan bij veel hogere drukken niet ongunstig vervormd wordt of zelfs ook dan nog niet zodanig vervormd kan worden, zodat de doorstroomkanalen onbetrouwbaar worden beïnvloed.

Volgens één uitvoeringsvorm van de uitvinding kunnen de middelen voor het vergroten van de veerkracht van het membraan één of meer in het membraan aanwezige lagen canvas of weefsel van stugger verend materiaal, bijvoorbeeld veren-staal, verende kunststof of vergelijkbaar materiaal, zijn.

De vervaardiging van deze uitvoeringsvorm vereist, dat eerst in de vormholte van een eerste vulcaniseerinrichting een gevulcaniseerd elastisch lichaam, bestaande uit het kernli-chaam, de radiale langsribben en de eerste laag van het uit lagen bestaande hulsvormige membraan, wordt gevormd, daarna dit nog onvoltooide lichaam van een zich om die eerste membraanlaag uitstrekkende laag canvas of ander weefsel wordt voorzien, vervolgens het aldus gevormde samengestelde lichaam als inzetstuk in de vormholte van een tweede vulcaniseerinrichting wordt geplaatst en daarin een tweede laag elastisch materiaal om dat weefsel heen wordt aangebracht en gevulcaniseerd. Deze uitvoeringsvorm vergt betrekkelijk veel werk en grote zorgvuldigheid, omdat men er rekening mede moet houden, dat, wanneer het uit lagen samengestelde membraan voor het sluiten van de afsluiter tegen het kernli-chaam wordt gedrukt, de lagen van het membraan verschillend worden gerekt, waardoor tussen de lagen schuifspanningen worden opgewekt, die tot scheuren aanleiding kunnen geven.

Aantrekkelijker is daarom een uitvoeringsvorm, waarvan de middelen voor het vergroten van de veerkracht van het membraan zich ten minste in één tussenlaag van het membraan uitstrekkende, sugger verende langsstaven of schroefveren, bijvoorbeeld staven of schroefveren van veren-staal, verende kunststof of vergelijkbaar materiaal, zijn. Deze staven of schroefveren kunnen zich van het ene einde tot het andere einde van het elastische lichaam uitstrekken. Zij kunnen echter ook korter zijn en zich van het ene en/of van het andere einde van het elastische lichaam tot aan een plaats nabij het in de3gesloten toestand van de afsluiter tegen het kernlichaam gedrukte middenlangsdeel van het membraan uitstrekken.

Voor het verkrijgen van een reproduceerbaar gelijkmatig doorveren en strekken van die staven of schroefveren tijdens het belasten respectievelijk het ontlasten van het membraan voor het sluiten respectievelijk het openen van de afsluiter verdient het aanbeveling, de langsstaven of de schroefveren met hun einden op of in aan de einden van het lichaam van elastisch materiaal in dat lichaam aangebrachte, onder de te verwachten krachten onvervormbare vlakke ringen respectievelijk ringen met een dwarsdoorsnede in de vorm van een liggende U of ringen met een krans axiale gaten te laten rusten. Gebleken is, dat de doorvering van de langsstaven of de schroefveren dan zo reproduceerbaar afhankelijk is van de op het membraan uitgeoefende druk voor het sluiten van de afsluiter, dat deze als nauwkeurig werkende regelafsluiter kan worden gebruikt.

Het lichaam van elastisch materiaal met een van langsstaven of schroefveren voorzien membraan kan op eenvoudiger wijze worden vervaardigd dan het lichaam met een membraan met één of meer ingebedde canvas- of andere weef-sellagen. Voor die vervaardiging behoeft men er dan slechts voor te zorgen, dat in de vormholte van een vulcaniseerin-richting ter plaatse van ten minste één tussenlaag van het te vormen onbelaste membraan verscheidene zich zowel naast elkaar als in de langsrichting van het membraan uitstrekkende, door het vulcanisatieproces niet aan het elastische materiaal hechtende inzetstukken in de vorm van de in het membraan aan te brengen staven of in de vorm van de omhullende van de daarin aan te brengen schroefveren en, indien nodig, die inzetstukken aan hun einden ondersteunende ringen worden geplaatst, die vormholte met elastisch materiaal in vloeibare of korrelige vorm wordt gevuld, het elastische materiaal wordt gevulcaniseerd, het daardoor gevormde elastische lichaam met de inzetstukken en, indien aanwezig, met de steunringen uit de vulcaniseerinrichting wordt verwijderd, alleen de inzetstukken uit dat lichaam worden getrokken, de verende staven of schroefveren in de door de inzetstukken in het membraan gevormde holten worden gestoken en, die holten aan de einden van het lichaam van elastisch materiaal door proppen en/of ringen worden afgedicht. Voor deze uitvoeringsvorm blijkt dus slechts eenmaal vulcaniseren voldoende te zijn.

Deze en andere kenmerken van de uitvinding zullen in onderstaande beschrijving van een in bijgaande tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. In de tekening is: fig. 1 een langsdoorsnede van een membraanafsluiter volgens de uitvinding, welke doorsnede met getrokken lijnen de gesloten stand en met stippellijnen de geopende stand van het membraan van de afsluiter laat zien, fig. 2 een dwarsdoorsnede over de lijn II-II in fig.

1, en fig. 3 een langsdoorsnede als in fig. 1 maar van een membraanafsluiter met verscheidene afwijkende delen.

In de tekening is 1 een cilindrisch huis met flenzen 2 en 3 voor de aansluiting van de afsluiter aan leidingen voor het transport van een medium, bijvoorbeeld water of lucht of een andere vloeistof of een ander gas. In het huis is een lichaam van elastisch materiaal, bijvoorbeeld natuurlijke of synthetische rubber of een andere kunststof, dat door klemming in het huis verankerd is en bestaat uit een in de onbelaste toestand cilindrisch membraan 4, een centraal daarin gelegen kernlichaam 5 en het membraan plaatselijk met het kernlichaam verbindende radiale langsribben 6, die het in de onbelaste toestand van het membraan tussen het membraan en het kernlichaam aanwezige geopende doorstroomkanaal verdelen in van elkaar gescheiden langskanalen 7, die tijdens het belasten van het membraan elk door een eigen gedeelte van het membraan dichtgedrukt worden.

Voor het vergroten van de veerkracht van het membraan 4 en om te voorkomen, dat de vervorming van het belaste membraan ook bij aanmerkelijk hogere dan de gebruikelijke drukken van niet meer dan 3 Atm. van het door de afsluiter te besturen medium en het medium voor het belasten van het membraan van de in de tekening aangegeven boog afwijkt, zijn volgens de uitvinding in een concentrische tussenlaag van het membraan zich op korte afstand naast elkaar en in de langsrichting van het membraan van het ene tot het andere einde van het elastische lichaam 4,5,6 uitstrekkende langs-staven 8 van verend materiaal, bijvoorbeeld verenstaal, verende kunststof of vergelijkbaar verend materiaal, aangebracht, die met hun einden op in de einden van het elastische lichaam 4,5,6 ingelaten ringen 9 van stijf materiaal rusten. Deze langsstaven kunnen een ronde, een drie-, vier-of meerhoekig of een andere onronde dwarsdoorsnede hebben.

Om lekkage langs de staven 8 te voorkomen, zijn de tussen de eindvlakken van de staven 8 en de ringen 9 enerzijds en de einden van het elastische lichaam 4,5,6 anderzijds door pakkingringen 10 afgedicht.

Het drukmedium voor het belasten van het membraan wordt als gebruikelijk door de toevoerstomp 11 heen in de ruimte 12 tussen het huis l en het membraan 4 geleid.

De membraanafsluiter volgens fig. 3 laat varianten van twee verschillende delen van de afsluiter volgens fig. 1 en 2 zien. Ten eerste strekken de holten van het membraan 4 en de daarin geplaatste langsstaven 14 zich elk niet van het ene tot het andere einde van het lichaam 4,5,6, maar slechts van het ene of van het andere einde van het membraan tot aan een plaats nabij het in de gesloten toestand van de afsluiter tegen het kernlichaam 5 gedrukte middenlangsdeel 15 van het membraan 4 uit. Dit heeft het voordeel, dat het deel van het membraan, dat voor het sluiten van de afsluiter zorgt, goed elastisch blijft en daarom een betere afsluiting waarborgt, terwijl toch de staven 14 een ongewenste vervorming van het membraan 4 voorkomen. In verschillende gevallen blijkt het voldoende te zijn, als de staven 14 zich slechts in het stroomafwaartse deel van het membraan 4 bevinden.

Ten tweede steken de staven 14 met hun nabij de einden van het membraan 4 aanwezige einden in aan de einden van het lichaam 4,5,6 van elastisch materiaal in dat lichaam aangebrachte ringen 16. Deze ringen hebben een dwarsdoorsnede in de vorm van een liggende U, wat het voordeel heeft, dat tijdens het sluiten van de afsluiter die einden van de staven niet radiaal naar buiten bewegen en daardoor het lichaam 4,5,6 nabij de flensverbindingen ongunstig belasten.

Het zal duidelijk zijn, dat de ringen met U-vormige dwarsdoorsnede evengoed in de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 en 2 toegepast kunnen worden. In plaats van ringen met U-vormige dwarsdoorsnede kunnen ook ringen met een krans axiale gaten, waarin de staven met hun einden steken, worden gebruikt.

De holten van het lichaam 4,5,6 voor de staven 14 zijn aan de einden van dat lichaam door ringen 17 van plaatmateriaal afgedicht. Deze ringen 17 kunnen door de flensverbinding aangedrukt worden.

Voor het overige werken deze afsluiters op dezelfde wijze als de bekende afsluiters, waarvan het membraan niet versterkt is. Bekende verfijningen, zoals bijvoorbeeld drukvereffeningskanalen in de ribben 6 bij toepassing van een naar het instroomeinde van de afsluiter open, hol kern-lichaam 5, kunnen even goed bij afsluiters volgens de uitvinding worden toegepast.

Claims

1. Membraanafsluiter, voorzien van een in een leiding opneembaar huis en een daarin aangebracht lichaam van elastisch materiaal, dat ten minste bestaat uit een van buiten af in dwarsrichting belastbaar hulsvormig membraan, een centraal daarin aanwezig kernlichaam en het membraan plaatselijk met het kernlichaam verbindende radiale langs-ribben, die het in de onbelaste toestand van het membraan tussen het membraan en het kernlichaam aanwezige geopende doorstroomkanaal verdelen in van elkaar gescheiden langska-nalen, die tijdens het belasten van het membraan elk door een eigen gedeelte van het membraan dichtgedrukt worden, met het kenmerk, dat het membraan (4;4) de veerkracht daarvan vergrotende middelen (8;14)) bevat.

2. Membraanafsluiter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat die middelen één of meer in het membraan aanwezige tussenlagen van canvas of weefsel van stugger verend materiaal, bijvoorbeeld verenstaal, verende kunststof of vergelijkbaar materiaal zijn.

3. Membraanafsluiter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat die middelen evenwijdige, zich ten minste in één tussenlaag van het membraan uitstrekkende, stugger verende langsstaven (8;14), bijvoorbeeld staven van verenstaal, verende kunststof of vergelijkbaar materiaal, zijn.

4. Membraanafsluiter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat die middelen evenwijdige, zich in ten minste in één tussenlaag van het membraan in de langsrichting daarvan uitstrekkende, stugger verende schroefveren, bijvoorbeeld schroefveren van verenstaal, verende kunststof of vergelijk baar materiaal zijn.

5. Membraanafsluiter volgens conclusie 2,3 of 4, met het kenmerk, dat die canvas- of weefsellagen, die staven (14) respectievelijk die schroefveren zich elk slechts van het ene of van het andere einde van het membraan (4) tot aan een plaats nabij het in de gesloten toestand van de afsluiter tegen het kernlichaam (5) gedrukte middenlangsdeel (15) van het membraan (4) uitstrekken.

6. Membraanafsluiter volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de canvas- of weefsellagen, de staven (14) respectievelijk de schroefveren zich slechts in het stroomafwaartse deel van het membraan (4) bevinden.

7. Membraanafsluiter volgens conclusies 3-6, met het kenmerk, dat de langsstaven (8;14) of de schroefveren met hun nabij de einden van het membraan (4 ?4) aanwezige einden op aan de einden van het lichaam (4,5,6;4,5,6) van elastisch materiaal in dat lichaam aangebrachte, onder de te verwachten krachten onvervormbare ringen (9) rusten.

8. Membraanafsluiter volgens conclusie 3-6, met het kenmerk, dat de langsstaven (8;14) of de schroefveren met hun nabij de einden van het membraan (4;4) aanwezige einden in aan de einden van het lichaam (4,5,6;4,5,6) van elastisch materiaal in dat lichaam aangebrachte, onder de te verwachten krachten onvervormbare ringen (16) met een dwarsdoorsnede in de vorm van een liggende U of in de gaten van in dat lichaam aangebrachte ringen met een krans axiale gaten zijn gestoken.

9. Membraanafsluiter volgens conclusie 3-8, met het kenmerk, dat de holten van het lichaam (4,5,6;4,5,6) van elastisch materiaal voor de langsstaven (8;14) of de schroefveren en de steunringen (9;16) aan de einden van dat lichaam door proppen en/of ringen (10;17) zijn afgedicht.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van het lichaam van vulcaniseerbaar elastisch materiaal, bijvoorbeeld natuurlijke of synthetisch rubber, voorzien van de veerkracht daarvan vergrotende middelen, voor een membraanafsluiter volgens conclusie 3-9, met het kenmerk, dat in de vormholte van een vulcaniseerinrichting ter plaatse van ten minste één tussenlaag van het te vormen onbelaste membraan (4;4) verscheidene zich zowel naast elkaar als in de langsrichting van het membraan uitstrekkende, door het vulcanisatieproces niet aan het elastische materiaal hechtende inzetstukken in de vorm van de in het membraan (4;4) aan te brengen staven (8;14) of in de vorm van de omhullende van de daarin aan te brengen schroefveren en, indien nodig, die inzetstukken aan hun einden ondersteunende ringen (9;16) worden geplaatst, die vormholte met elastisch materiaal in vloeibare of korrelige vorm wordt gevuld, het elastische materiaal wordt gevulcaniseerd, het daardoor gevormde elastische lichaam (4,5,6,4;5,6) met de inzetstukken en, indien aanwezig, met de steunringen (9,16) uit de vulcaniseerinrichting wordt verwijderd, alleen de inzetstukken uit dat lichaam worden getrokken, de verende staven (8;14) of schroefveren in de door de inzetstukken in het membraan (4; 4) gevormde holten worden gestoken en die holten aan de einden van het lichaam (4,5,6;4,5,6) van elastisch materiaal door proppen en/of ringen (10;17) worden afgedicht.