NO121998B

NO121998B -

Info

Publication number: NO121998B
Application number: NO0060/70A
Authority: NO
Inventors: B Holm
Original assignee: Kockums Mekaniska Verkstads Ab
Priority date: 1969-01-09
Filing date: 1970-01-08
Publication date: 1971-05-03
Also published as: SE316401B; US3581705A; DK121351B; DE2000659B2; PL80430B1; JPS509559B1; GB1254014A; DE2000659A1

Description

Anordning ved membranventilsirener. Device for diaphragm valve sirens.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en anordning ved membranventilsirener8om drives med et gassformig drivmedium og har en membran som under signalisering oscillerer i forhold til et sete og derunder periodisk åpner og slutter forbindelsen mellom en innlijps-kanal og en i et resonanshorn utmunnende utlBpskanal for trykkmediet, men som i den tid signaler ikke skal frembringes, sperres mot setet under virkningen av drivmediets trykk i et bak membranen anordnet baktrykkammer• The present invention relates to a device for membrane valve sirens that is operated with a gaseous drive medium and has a membrane which during signaling oscillates in relation to a seat and below it periodically opens and closes the connection between an insertion channel and an outlet channel for the pressure medium opening into a resonant horn, but as in the time signals are not to be produced, is blocked against the seat under the effect of the pressure of the drive medium in a back pressure chamber arranged behind the diaphragm•

En folge av denne i og for seg kjente måte for manøvrer-ing av membranventilsirener, ofte benevnt baktrykkmanbvrering, er at sperretrykket, dvs. det trykk som råder i baktrykkammeret i den tid signal ikke skal avgis, forårsaker en utbByning av membranen mot utlBpskanalen, i hvilken omgivelsenes trykk råder. Det kan da forekomme at de statiske krefter blir så store at membranen defor-meres og derved setter sirenens funk jon i fare. Dette problem blir særlig påtagelig ved sirener med store membranflater og/eller høye trykk for det anvendte trykkmedium, hvilket ofte er tilfelle ved membranventilsirener for fartbyer, hvor der anvendes damp eller trykkluft fra det ordinære damp- henholdsvis trykkluftsystem som drivmedium. Således kan trykket i dampsystemet f.eks. være av størrelsesordenen 12 - 16 kp/cm , og da det dessuten forekommer at alle i systemet innkoblede armaturer proves med det dobbelte ar-beidstrykk, er det innlysende at faren for skader på membranene i sirenene kan være meget stor. A consequence of this in and of itself known way of operating diaphragm valve sirens, often referred to as back pressure control, is that the blocking pressure, i.e. the pressure that prevails in the back pressure chamber during the time the signal is not to be emitted, causes an expansion of the diaphragm towards the outlet channel, in which ambient pressure prevails. It can then happen that the static forces become so great that the membrane deforms and thereby endangers the siren's function. This problem becomes particularly noticeable with sirens with large membrane surfaces and/or high pressures for the pressure medium used, which is often the case with diaphragm valve sirens for fast cities, where steam or compressed air from the ordinary steam or compressed air system is used as the drive medium. Thus, the pressure in the steam system can e.g. be of the order of magnitude 12 - 16 kp/cm, and as it also happens that all fittings connected to the system are tested with double the working pressure, it is obvious that the risk of damage to the membranes in the sirens can be very great.

De ovenfor angitte ulemper ved membranventilsirener av den innledningsvis angitte art unngås ved hjelp av oppfinnelsen ved en utførelse i henhold til de etterfølgende patentkrav. The above-mentioned disadvantages of membrane valve sirens of the type indicated at the outset are avoided by means of the invention in an embodiment according to the subsequent patent claims.

Oppfinnelsen skal beskrives i det følgende under henvis-ning til tegningen, på hvilken fig. 1 viaer et lengdesnitt av en The invention will be described in the following with reference to the drawing, in which fig. 1 via a longitudinal section of a

*membranventilsirene utført i henhold til oppfinnelsen og fig. 2 viser en modifisert utførelse. *the diaphragm valve siren made according to the invention and fig. 2 shows a modified embodiment.

De på tegningen viste membranventilsirener består av et mambranhus 1 i form av en hoveddel 2 og et dertil festet lokk 3. Hoveddelen 2 er på kjent vis utformet med et hult, soppformet sete 4, hvis indre går over i en utløpskanal 5 som forløper gjennom et til hoveddelen festet resonqnfborn 6. Ved hjelp av lokket 3 er der i membranhu8et innspent en membran 7 som holdes i fjærende anlegg mot setet 4. 1 huset er der anordnet en innløpskanal i form av et innløpskammer 8 som omgir setet 4 og har tilslutningsmidler for til-kobling av en rørledning for tilførsel av drivmedium til innibps-kammeret, innersiden av lokket 3 begrenser sammen med membranen 7 The diaphragm valve sirens shown in the drawing consist of a diaphragm housing 1 in the form of a main part 2 and a lid 3 attached to it. The main part 2 is designed in a known manner with a hollow, mushroom-shaped seat 4, the interior of which passes into an outlet channel 5 which runs through a to the main part attached resonqnfborn 6. With the help of the lid 3, a membrane 7 is clamped in the membrane housing which is held in spring contact against the seat 4. In the housing there is an inlet channel arranged in the form of an inlet chamber 8 which surrounds the seat 4 and has connection means for - connection of a pipeline for the supply of driving medium to the innibps chamber, the inner side of the lid 3 restricts together with the membrane 7

et rom 9 som vanligvis går under betegnelsen baktrykkamtner. Dette kammer 9 står i forbindelse med inniøpskammeret 8 dels gjennom et lite hull 10 i membranen 7 og dels gjennom ikke nærmere viste kana-ler i membranhuset, samt den på tegningen skjematisk viste oanøver-ventil 11, såledés at membranen 7, når der ikke skal avgis signal, sperres mot setet 4 under virkningen av trykket i baktrykkammeret. a room 9 which usually goes by the name back pressure officers. This chamber 9 is connected to the inner opening chamber 8 partly through a small hole 10 in the membrane 7 and partly through channels not shown in the membrane housing, as well as the opening valve 11 shown schematically in the drawing, so that the membrane 7, when there is no signal is emitted, is blocked against the seat 4 under the action of the pressure in the back pressure chamber.

Ifølge oppfinnelsen er der i utløpskanalen 5 i nærheten According to the invention, there is in the outlet channel 5 nearby

av membranen 7 anordnet et støtteorgan 12 for membranen. of the membrane 7 arranged a support member 12 for the membrane.

Ved utførelsen ifølge fig. 1 besbår støtteorganet 12 av en utvendig gjenget ring 13 som er innskrudd i en gjenget utsparing i utløpskanalen 5, der denne går over i det soppformede sete 4; In the embodiment according to fig. 1, the support member 12 is provided with an externally threaded ring 13 which is screwed into a threaded recess in the outlet channel 5, where this passes into the mushroom-shaped seat 4;

ringen 13 er utstyrt med et antall i retning mtxt membranen utrag- the ring 13 is equipped with a number in the direction mtxt the membrane protrudes

ende kammer 14, hvis mot membranen vendte flate 15 danner stotte-flater for membranen. For i så liten grad som mulig å forstyrre strbmningsforlbpet i utlopskanalen er ringens 13 indre flate utfort med en krumning som slutter seg nær til innlopskanalens krumning,i det område, hvor ringen er innskrudd. Av samme grunn er kammene 14 utfbtt med så liten godstykkelse som mulig i retning på tvers av strbmningsretningen. For å hindre at ringen 13 rystes los som folge av de oppstående vibfasjoner, er ringen sperret mot dreining av en pinne 16 som er presset inn i et gjennom ringen og i setet boret hull. Stbtteorganets stbtteflater 15 ligger i en avstand fra membranen, som er storre enn dens utbbyning under oscillasjon i retning mot stbtteorganet, men mindre enn dens maksimalt tillatte utbbyning under hensyntagen til påkjenningene. Ved en foretrukket utfbrelse av stbtteflåtene 15 utfort med en krumning som i det vesentlige tilsvarer membranens krumning i det byeblikk membranen bringes til anlegg mot stbtteorganet under virkningen av sperretrykket i baktrykkammeret. end chamber 14, whose surface 15 facing the membrane forms support surfaces for the membrane. In order to disturb the flow process in the outlet channel as little as possible, the inner surface of the ring 13 is extended with a curvature that joins closely to the curvature of the inlet channel, in the area where the ring is screwed in. For the same reason, the combs 14 are made with as small a material thickness as possible in the direction across the direction of stretching. In order to prevent the ring 13 from being shaken loose as a result of the rising vibrations, the ring is blocked against rotation by a pin 16 which is pressed into a hole drilled through the ring and in the seat. The support surfaces 15 of the support member are located at a distance from the membrane, which is greater than its deflection during oscillation in the direction towards the support member, but less than its maximum permissible deflection taking into account the stresses. In a preferred embodiment, the support rafts 15 have a curvature which essentially corresponds to the curvature of the membrane at the moment the membrane is brought into contact with the support member under the action of the blocking pressure in the back pressure chamber.

Ved den på fig. 2 viste modifiserte utfbrelse består stbtteorganet, likesom ved utforelaen ifblge fig. 1, av en utvendig gjenget ring 13 som er innskrudd i en gjenget utsparing i utlopskanalen 5 og fastlåst mot dreining av en låspinne 16. Fra ringen 13 rager der ut i retning mot membranen 7 et antall støtteelementer i form av ben 17, hvert fortrinnsvis med sirkulært tverrsnitt. Stbt-tebenene 17 bærer en med membranen 7 konsentrisk stottering 18, også denne fortrinnsvis med sirkulært tverrsnitt. Stbtteringena 18 mot membranen 7 vendte flate ligger i en avstand fra membranen, som er stbrre enn dennes utbbyning i retning mot stbtteorganet under oscillasjon, men mindre enn dens maksimalt tillatte utbbyning under hensyntagen til påkjenningene. Tverrsnittsdimensjonene for stJbtteben-ene 17 og stbtteringen 18 og formen av ringens 13 indre overflate er valgt for i så liten grad som mulig å forstyrre strbmningsforlBpet i utlopskanalen 5. At the one in fig. 2, the modified embodiment consists of the supporting body, as in the case of the embodiment according to fig. 1, of an externally threaded ring 13 which is screwed into a threaded recess in the outlet channel 5 and locked against rotation by a locking pin 16. From the ring 13 projecting in the direction towards the membrane 7 are a number of support elements in the form of legs 17, each preferably with circular cross-section. The Stbt legs 17 carry a stuttering 18 concentric with the membrane 7, this also preferably with a circular cross-section. The surface facing the membrane 7 of the supports 18 is located at a distance from the membrane, which is greater than its deflection in the direction towards the support member during oscillation, but less than its maximum permissible deflection taking into account the stresses. The cross-sectional dimensions of the support legs 17 and the support 18 and the shape of the inner surface of the ring 13 have been chosen to disturb the flow process in the outlet channel 5 as little as possible.

Når manbverventilen er innstilt for sperring, dvs. når der ikke skal gis signal, råder der samme trykk i baktrykkammeret 9 som i innlbpskammeret 8, således at membranen 7 trykkes mot setet 4, idet en utbbyning av membranen oppstår i området innenfor setets 4 tetningskant. Som fblge av anbringelsen av stbtteorganet ifblge oppfinnelsen hindres imidlertid denne utbbyning i å bli så stor at de av utboyningen forårsakede spenninger i materialet overskrider de tillatte verdier. For disse verdier oppnås, er således membranen bragt til anlegg mot stbtteflåtene 15 hhv. stbtteringen 18. Ved at stbtteflåtene, som angitt ved utførelsen ifblge fig. 1>er utformet med en krumning som i det vesentlige tilsvarer membranens krumning i anleggsøyeblikket, fåes en relativt jevn fordeling av belastningen, hvilket bidrar til å nedsette faren for lokale spenningskonsentra-sjoner i membranen. When the manual valve is set for blocking, i.e. when no signal is to be given, the same pressure prevails in the back pressure chamber 9 as in the inlet chamber 8, so that the membrane 7 is pressed against the seat 4, as a deflection of the membrane occurs in the area within the sealing edge of the seat 4. However, as a result of the placement of the support member according to the invention, this deflection is prevented from becoming so great that the stresses in the material caused by the deflection exceed the permitted values. For these values to be achieved, the membrane is thus brought into contact with the support rafts 15 or stbtteringen 18. In that the stbtte rafts, as indicated in the design according to fig. 1> is designed with a curvature that essentially corresponds to the membrane's curvature at the moment of installation, a relatively even distribution of the load is obtained, which helps to reduce the risk of local stress concentrations in the membrane.

Når signal skal avgis, stilles manoverventilen om til signalstilling, således at baktrykket i baktrykkammeret avlastes. Trykket i iniiløpskarameret 8 bringer.deradd membranen 7 til å lbfte seg fra setet 4, og dette med forer en strbm av trykkmedium gjennom slissen mellom membranen og setekanten til utløpskanalen 5. Da trykkforholdene hurtig forandrer seg som folge av strbmningen, svinger membranen elastisk tilbake i retning mot setet og bringes påny til å lbfte seg fra dette under virkningen av trykket i inn-løpskammeret 8 samt den fra resonanshornet 6 reflekterte trykkbølge, således at membranen oscillerer i forhold til setet 4. De period-iske trykkstøt som således tilveiebringes i utløpskanalen og dermed i resonanshornet, medfører at siranen avgir signal. Signalet avbrytes ved en omstilling av manoverventilen til en stilling, i hvilken baktrykkammerets forbindelse med atmosfæren avbrytes samtidig som trykket i innløpskarialen 8 også tillates å virke i baktrykkammeret 9, hvilket medfører en påvirkning av membranen 7 til uavbrutltl anlegg mot setets 4 tetningskant og, alt etter trykkets størrelse, When a signal is to be emitted, the maneuvering valve is set to the signal position, so that the back pressure in the back pressure chamber is relieved. The pressure in the inlet chamber 8 also causes the membrane 7 to lift from the seat 4, and this with it leads a stream of pressure medium through the slot between the membrane and the seat edge to the outlet channel 5. As the pressure conditions change rapidly as a result of the stream, the membrane swings elastically back into direction towards the seat and is caused to lift off from this again under the effect of the pressure in the inlet chamber 8 as well as the pressure wave reflected from the resonance horn 6, so that the membrane oscillates in relation to the seat 4. The periodic pressure shocks which are thus provided in the outlet channel and thus in the resonance horn, means that the siren emits a signal. The signal is interrupted by an adjustment of the maneuvering valve to a position in which the back pressure chamber's connection with the atmosphere is interrupted at the same time as the pressure in the inlet chamber 8 is also allowed to act in the back pressure chamber 9, which causes an influence of the membrane 7 to an uninterrupted contact against the sealing edge of the seat 4 and, depending the magnitude of the pressure,

også mot stbtteorganets 12 stbtteflater 15. also against the support body's 12 support surfaces 15.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de beskrevne utførel-seseksempler, idet den også kan anvendes sådanne membranventilsirener, hvor innlbpskanalen munner ut sentralt, dvs. ved membranens sentrum, idet stbtteorganet kan bestå av et antall tynne vegger som forbinder innløpskanalens ytterflate ned husets inne r flate. Støttef-or ganet kan også fremstilles i ett med setet, tf.eks. ved sprøyte-støpning av membranhusets hoveddel. The invention is not limited to the described embodiments, as it can also be used for such membrane valve sirens, where the inlet channel opens out centrally, i.e. at the center of the membrane, as the stop device can consist of a number of thin walls that connect the outer surface of the inlet channel to the inner surface of the house. The support vehicle can also be manufactured in one with the seat, e.g. by injection molding the main part of the membrane housing.

Claims

1. Device for membrane valve sirens which are operated with a gaseous drive medium and have a membrane (7) which during signaling oscillates in relation to a seat (4) and below it periodically opens and closes the connection between an inlet channel (8)' and one in a resonant horn ( 6) opening outlet channel (5) for the pressure medium, but which, during the time signals are not to be produced, is blocked against the seat (4) under the effect of the pressure of the drive medium in a rear arranged behind the membrane

pressure chamber (9), characterized by the fact that in the outlet channel (5) in the vicinity of the membrane (?) there is a support member (12), whose support surface facing the membrane is at a distance from the membrane that is greater than the diaphragm's curvature in the opposite direction -the body during oscillation, but less than its maximum permissible deflection taking into account the stresses.

2. Device according to claim 1, characterized in that the support member (12) comprises a number of support elements (14, 17) which protrude from the walls of the outlet channel in the direction towards the membrane and which have a small extent across the direction of flow of the propellant in the outlet channel (5) .

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the contact surfaces of the support elements (14) facing the membrane (/') are extended with a curvature which essentially corresponds to the curvature of the membrane at the moment of contact with the supporting rafts.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the support member (12) consists of a ring (13) fixed in an annular recess in the outlet channel, which is provided with support elements (14) consisting of chambers that protrude in radial planes in the direction towards the membrane.

5. Device according to claim 2, characterized in that the support elements (17) carry a support ring (18) concentric to the membrane.