SK45998A3

SK45998A3 - Diaphragm valve

Info

Publication number: SK45998A3
Application number: SK459-98A
Authority: SK
Inventors: Juergen Miklo
Original assignee: Fischer Georg Rohrleitung
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1998-11-04
Also published as: JPH10332002A; EP0870957A3; EP0870957A2; IL123893A0; PL325750A1; CA2230095A1; DE19715164A1; BR9801401A; AU6063898A; KR19980081159A; AR012367A1; TW366398B

Abstract

The valve has a passage (54) for the medium handled in the bottom part (51) of the housing, and a top part (52) of the latter in which a valve spindle slides in the axial direction, the membrane (53,55) being clamped between these parts. Compensating components (57,58) are situated between the membrane and one at least of these housing parts, and counteract alterations in the sealing pressure caused by operating conditions. These components can also form seals consisting of elastomer rings of any desired cross-section. Alternatively, the components can be injection-moulded in the part of the housing, or they can consist of O-rings.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Súčasný vynález sa týka ovládacieho ventilu pre prúdiacu kvapalinu, zloženého z telesa obsahujúceho prvú a druhú časť a zo zostavy membrány vloženej medzi prvú a druhú časť telesa. Prvá časť telesa obsahuje ovládací mechanizmus, pripojený k zostave membrány a upravený pre pohyb membrány z otvorenej do zatvorenej polohy a naopak. Druhú časť telesa tvorí prietokový kanálik, obsahujúci tesniaci prvok upravený pre styk so zostavou membrány, pokiaľ je táto v uzatvorenej polohe.The present invention relates to a flow control valve comprising a body comprising first and second portions and a diaphragm assembly interposed between the first and second portions of the body. The first body portion comprises an actuating mechanism coupled to the diaphragm assembly and adapted to move the diaphragm from the open to the closed position and vice versa. The second part of the body is formed by a flow passage comprising a sealing member adapted to contact the diaphragm assembly when this is in the closed position.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Kvapalinové ovládacie ventily tohoto typu sú používané v pomerne veľkom rozsahu v rôznych oblastiach techniky až po vysoké tlaky, pretože zostava membrány neslúži len ako pohyblivý člen ventilu spolupôsobiaci so sedlom ventilu v telese ventilu, ale simultánne zastáva tesniace funkcie v priebehu prevádzky pohybujúceho sa prvku ventilu vzhľadom k telesu ventilu. To znamená, že zostava membrány môže byť pozdĺžne premiestňovaná na pomerne krátkom zdvihu a môže byť pružná tak, aby bola v polohe zachytávajúcej bez poškodenia potrebnú deformáciu.Liquid control valves of this type are used to a relatively large extent in various fields of technology up to high pressures, since the diaphragm assembly serves not only as a movable valve member interacting with the valve seat in the valve body, but simultaneously performs sealing functions during operation of the moving valve member relative to to the valve body. That is, the diaphragm assembly may be displaced longitudinally over a relatively short stroke and may be resilient so as to be in a position to absorb the necessary deformation without damage.

Pokiaľ je kvapalinový ovládací ventil používaný v spojení so systémom potrubia obsahujúcim rúrky z plastického materiálu, je súčasný zámer, využitie zodpovedajúcich ovládacích kvapalinových ventilov s telesami vyrobenými tiež z plastických materiálov. Tak môže byť teleso ovládacieho ventilu ľahko privarené k potrubiu.When a fluid control valve is used in conjunction with a pipe system comprising plastic pipes, the present intention is to utilize corresponding fluid control valves with bodies also made of plastic materials. Thus, the control valve body can be easily welded to the pipe.

U týchto kvapalinových ovládacích ventiloch pri príprave telesa a teda aj podporného člena membrány z plastického materiálu vznikajú viac-menej problémy v súvislosti s ventilmi, ktorými prechádzajú tekuté médiá. Tieto problémy vyplývajú najmä z namáhania, vznikajúceho pri praktickej prevádzke týchto ventilov, napríklad z vplyvov stláčania, vnútorného tlaku, sily na vretene, zmien teplôt a pod. Výsledkom je to, že deformácie častí telesa člena ventilu sa prejavujú v znížení tesniaceho tlaku medzi časťami telesa a zostavou membrány s nebezpečím pretekania ventilu.These liquid control valves in the preparation of the body and hence of the diaphragm support member of plastic material, more or less present problems with the valves through which the liquid media pass. These problems arise in particular from the stresses arising from the practical operation of these valves, for example from the effects of compression, internal pressure, spindle force, temperature changes and the like. As a result, deformations of the body parts of the valve member manifest themselves in a reduction of the sealing pressure between the body parts and the diaphragm assembly with the risk of valve leakage.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Predmetom vynálezu je získanie kvapalinového ovládacieho ventilu, ktorým sa predíde uvedeným nedostatkom. Predmetom vynálezu je najmä získať kvapalinový ovládací ventil, ktorý pri ľubovoľných stavoch zostane tesný proti pretekaniu aj pri pôsobení rôzneho namáhania, vyskytujúceho sa v prevádzkových podmienkach a zmenených teplotách tekutého média prúdiaceho ventilom.It is an object of the present invention to provide a fluid control valve which avoids the above drawbacks. In particular, it is an object of the present invention to provide a fluid control valve which, in any condition, remains leak-proof even under various stresses occurring under operating conditions and at varying temperatures of the fluid flowing through the valve.

Aby súčasný vynález zodpovedal týmto a ďalším požiadavkám, je kvapalinový ovládací ventil vytvorený telesom, zloženým z prvej a druhej časti a zo zostavy membrány, vloženej medzi prvú a druhú časť telesa. Prvá časť telesa obsahuje ovládací mechanizmus vhodne spojený s membránou a upravený pre ovládanie zostavy membrány z otvorenej do zatvorenej polohy a naopak. Druhá časť telesa zahrňuje prietokový kanálik a tesniaci člen prispôsobený na vzájomný styk so zostavou membrány, pokiaľ je membrána v uzatvorenej polohe. Ďalej obsahuje aspoň jeden prvok, ktorý vyrovnáva tlak medzi najmenej prvou a druhou časťou telesa a membránou. Tento aspoň jeden prvok vyrovnávajúci tlak je upravený na vyrovnávanie variant tesniaceho tlaku medzi membránou a prvou a druhou časťou telesa; varianty tesniacich tlakov vznikajú ako výsledok prevádzkového namáhania kvapalinového ovládacieho ventilu.To meet these and other requirements, the present invention is a fluid control valve formed by a body comprised of first and second portions and a diaphragm assembly interposed between the first and second portions of the body. The first body portion includes an actuating mechanism suitably coupled to the membrane and adapted to actuate the membrane assembly from an open to a closed position and vice versa. The second body portion includes a flow passage and a sealing member adapted to engage the diaphragm assembly when the diaphragm is in the closed position. It further comprises at least one element that balances the pressure between at least the first and second body portions and the membrane. The at least one pressure equalizing element is adapted to equalize the sealing pressure variants between the membrane and the first and second body portions; sealing pressure variants arise as a result of operational stresses on the liquid control valve.

Tým sa deformácie častí telesa nemôžu prenášať ďalej na zostavu membrány, ale sú navzájom absorbované vyrovnávacím prvkom a prvkami.As a result, deformations of the body portions cannot be transmitted further to the diaphragm assembly, but are absorbed by the alignment element and the elements.

Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing

Ďalej sú popísané niektoré uskutočnenia kvapalinového ovládacieho ventilu podľa súčasného vynálezu s odkazom na pripojené obrázky :Some embodiments of the fluid control valve of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings:

obr. 1 zobrazuje schématický priečny rez celkovej dispozície tohoto ventilu;Fig. 1 shows a schematic cross-section of the overall layout of this valve;

obr. 2 až 10 znázorňujú priečne rezy niektorými časťami rozdielného usporiadania kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 2 to 10 show cross-sections through some parts of a different liquid control valve arrangement.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Podľa rezu na obr. 1 sa kvapalinový ovládací ventil skladá zo spodnej časti telesa 1_ a vrchnej časti telesa 2. Spodná časť telesa 1 má prietokový kanálik 4, ktorým prúdi kvapalina ovládaná ventilom. Obidve časti telesa la 2 sú vyrobené bežne z plastického materiálu, keď spodná časť telesa môže byť vyrobená z polypropylénu alebo podobného materiálu v závislosti na druhu média pretekajúceho kanálikom 4.According to the section in FIG. 1, the liquid control valve consists of a lower part of the body 7 and an upper part of the body 2. The lower part of the body 1 has a flow passage 4 through which the liquid controlled by the valve flows. Both parts of the body 1 and 2 are normally made of a plastic material, wherein the lower part of the body can be made of polypropylene or the like depending on the type of medium flowing through the channel 4.

Medzi vrchnou časťou telesa a spodnou časťou telesa je zovretá zostava membrány 3. Súčasťou na pripojenie vrchnej časti 2 k spodnej časti i a tým zovretie membrány 3 za jej hrany medzi uvedenými dvomi časťami nie sú na obrázkoch znázornené a môžu byť vybrané podľa primeraných poznatkov osôb oboznámených s takýmto zariadením. iA diaphragm assembly 3 is clamped between the upper body portion and the lower body portion. A part for attaching the upper portion 2 to the lower portion i and thereby the clamping of the diaphragm 3 beyond its edges between the two portions is not shown in the figures and can be selected according to the knowledge of the person. with such a device. and

Vrchná časť telesa 2 je vybavená ovládacím mechanizmom zostavy membrány 3, vyrobeným z pružného materiálu tvarovaným tak, aby zachytil opornú polohu, ako je znázornené na obr. 1. Tu je otvorená poloha ventilu, t.j. poloha, v ktorej médium môže pretekať kanálikom 4.The upper part of the body 2 is provided with a diaphragm assembly control mechanism 3 made of a resilient material shaped to receive the support position as shown in FIG. 1. Here is the open position of the valve, i. position in which the medium can flow through the channel 4.

Ovládací mechanizmus obsahuje najmä zostavu osovo prestaviteľného vretena 12, posúvanú napríklad ovládacím kolieskom 14. Membrána 3 má strednú pohyblivú časť 13, pričom spodná časť telesa 1 obsahuje tesniaci prvok v tvare vystupujúceho rebra 10, ktoré má na vrchnej hrane tesnenia 10 a. V priebehu pohybu zostavy vretena 12 sa stredná časť 13 membrány 3 posúva smerom dolu tak, kým sa časť 13 nedotkne tesniacej hrany 10 a. Tým je ventil v uzatvorenej polohe a pretekanie kvapaliny kanálikom 4 prerušené.In particular, the actuating mechanism comprises an axially adjustable spindle assembly 12, displaced, for example, by the control wheel 14. The diaphragm 3 has a central movable part 13, the lower part of the body 1 comprising a protruding rib-like sealing element 10 having a seal 10a on the upper edge. During the movement of the spindle assembly 12, the central portion 13 of the diaphragm 3 moves downwardly until the portion 13 contacts the sealing edge 10a. As a result, the valve is in the closed position and fluid flow through the duct 4 is interrupted.

Membrána 3 je v priebehu pracovnej operácie kvapalinového ovládacieho ventilu vystavená rôznemu namáhaniu a zaťaženiu. Sily, vznikajúce v priebehu prevádzkovej aplikácie kvapalinového ovládacieho ventilu sú najmä napríklad zvieracie sily, rôzna úroveň vnútorných tlakov, sily na vreteni, sily vznikajúce ako dôsledok zmien teplôt a pod. Tieto sily vedú k deformáciám a pretváraniu vrchnej a spodnej časti telesa 1 a 2 kvapalinového ovládacieho ventilu. Výsledok sa môže prejaviť ako znížením tesniaceho tlaku medzi membránou 3 a medzi vrchnou časťou telesa 2 a/alebo spodnou časťou telesa ventilu 1^ čím vzrastá nebezpečie pretekania kvapalinového ovládacieho ventilu.The diaphragm 3 is subjected to different stresses and loads during the operation of the fluid control valve. The forces occurring during the operational application of the liquid control valve are, for example, clamping forces, varying levels of internal pressures, spindle forces, forces resulting from temperature changes and the like. These forces lead to deformation and deformation of the upper and lower parts of the fluid control valve body 1 and 2. The result can be manifested as a reduction of the sealing pressure between the diaphragm 3 and between the upper part of the body 2 and / or the lower part of the valve body 1, thereby increasing the risk of leakage of the liquid control valve.

Pri uskutočnení kvapalinového ovládacieho ventilu uvedeného v čiastočnom reze na obr. 2 má spodná časť telesa 21 vyrovnávací prvok v tvare O-krúžku 27. Tento O-krúžok 27 má prstencovitý tvar a je vyrobený z pružného materiálu, ktorý má parametre tepelného roztiahnutia podobného ako tepelné roztiahnutie u časti telesa 21 a 22. Tým je membrána 23 odľahčená od akéhokoľvek namáhania, spôsobeného deformáciou častí telesa 21 a 22 s tým, že sa teleso kvapalinového ovládacieho ventilu v oblasti membrány 23 nemôže stať netesným.In the embodiment of the liquid control valve shown in partial section in FIG. 2, the lower part of the body 21 has an O-ring 27 alignment element. This O-ring 27 has an annular shape and is made of a resilient material having thermal expansion parameters similar to that of the body portion 21 and 22. This is the membrane 23 relieved of any stress caused by deformation of the body portions 21 and 22, with the liquid control valve body not being leaking in the region of the membrane 23.

Obr. 3 ukazuje v zodpovedajúcom pohľade podobné uskutočnenie. V tomto uskutočnení je O-krúžok 37, ktorý slúži ako vyrovnávací prvok umiestnený vo vrchnej časti telesa 32 a je v styku s vrchným povrchom membrány 33.Fig. 3 shows, in a corresponding view, a similar embodiment. In this embodiment, the O-ring 37, which serves as a compensating element, is disposed in the top of the body 32 and is in contact with the top surface of the membrane 33.

Uskutočnenie na obr. 4 obsahuje dvojčlennú zostavu membrány, zloženú z opornej časti membrány 45 a tesniacu časť membrány 43. Vyrovnávací prvok v tvare O-krúžku 47 je v spodnej časti telesa 41. Ďalej je okrem O-krúžku 47 pridaný ďalší vyrovnávací prvok v tvare medzikružia alebo rebra 48, vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 43.The embodiment of FIG. 4 includes a two-member diaphragm assembly comprised of a support portion of the diaphragm 45 and a sealing portion of diaphragm 43. The O-ring alignment element 47 is at the bottom of the body 41. In addition to the O-ring 47, an additional annular or rib-like alignment element 48 is added. , formed together with the sealing portion of the membrane 43.

Obr. 5 ukazuje uskutočnenie podobné ako na obr. 4, znova zložené z dvojčlennej membrány, vytvorenej opornou časťou membrány 55 a tesniacej časti membrány 53. Vyrovnávací prvok v tvare O-krúžka 57 je vložený medzi opornú časť membrány 55 a tesniacu časť membrány 53. Ďalej je k O-krúžku 57 pridaný ďalší vyrovnávací prvok v tvare medzikružia alebo rebra 58, vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 53 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 51 kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 5 shows an embodiment similar to FIG. 4, again composed of a two-member diaphragm formed by the diaphragm support portion 55 and the diaphragm seal portion 53. An O-ring 57 alignment element is sandwiched between the diaphragm support portion 55 and the diaphragm seal portion 53. Further, an additional alignment is added to the O-ring 57. an annular or rib-shaped member 58, formed together with the sealing portion of the diaphragm 53 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 51.

Obr. 6 znázorňuje uskutočnenie podobné ako na obr. 4, znova zložené z dvojčlennej membrány, vytvorenej opornou časťou membrány 65 a tesniacou časťou membrány 63. Vyrovnávací prvok v tvare O-krúžka 67 je uložený vo vrchnej časti telesa 61. Ďalej je k O-krúžku 67 pridaný ďalší vyrovnávací prvok v tvare medzikružia alebo rebra 68 vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 63 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 61 kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 6 shows an embodiment similar to FIG. 4, again composed of a two-member diaphragm formed by the support portion of the diaphragm 65 and the sealing portion of the diaphragm 63. The O-ring 67 alignment element is disposed at the top of the body 61. Next, an additional annular alignment element is added to the O-ring 67. The rib 68 is formed together with the sealing portion of the diaphragm 63 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 61.

Obr. 7 ukazuje uskutočnenie podobné ako na obr. 5, znova zložené z dvojčlennej membrány, vytvorenej opornou časťou membrány 75 a tesniacej časti membrány 73. Prvý vyrovnávací prvok v tvare medzikružia alebo rebra 79 vytvarovaný spoločne s opornou časťou membrány 75 je upravený pre styk s tesniacou časťou membrány 73. Naviac je k medzikružiu alebo rebru 79 doplnený ďalší vyrovnávací prvok v tvare medzikružia alebo rebra 78 vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 73 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 71 kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 7 shows an embodiment similar to FIG. 5, again composed of a two-member diaphragm formed by the diaphragm support portion 75 and the diaphragm seal portion 73. The first annular or rib-like alignment member formed together with the diaphragm support portion 75 is adapted to contact the diaphragm seal portion 73. In addition, an additional annular or rib 78 alignment member formed together with the sealing portion of the diaphragm 73 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 71 is provided.

Obr. 8 uvádza uskutočnenie podobné obr. 7, znova zložené z dvojčlennej membrány, vytvorenej opornou časťou membrány 85 a tesniacej časti membrány 83. Prvý vyrovnávací prvok v tvare vystupujúceho medzikružia alebo rebra 89 vytvarovaný spoločne s opornou časťou membrány 85 je upravený pre styk s vrchnou časťou telesa 82. Naviac je k tomuto medzikružiu alebo rebru doplnený ďalší vyrovnávací prvok v tvare smerom dolu smerujúceho medzikružia alebo rebra 88, vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 83 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 81 kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 8 shows an embodiment similar to FIG. 7, again composed of a two-member diaphragm formed by the diaphragm support portion 85 and the diaphragm seal portion 83. The first alignment element in the form of a protruding annular or rib 89 formed together with the diaphragm support portion 85 is adapted to engage the top of the body 82. an additional downwardly extending annular or rib 88 aligning member, formed together with the sealing portion of the diaphragm 83 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 81.

Obr. 9 ukazuje uskutočnenie podobné ako na obr. 7, znova zložené z dvojčlennej membrány, tvorenej opornou časťou membrány 95 a tesniacou časťou membrány 93. Prvý vyrovnávací prvok v tvare vystupujúceho medzikružia alebo rebra 99 vytvarovaný spoločne s opornou časťou membrány 95 je upravený pre styk s vrchnou časťou telesa 92. Okrem toho je pripravený ďalší vyrovnávací prvok v tvare smerom dolu smerujúceho medzikružia alebo rebra 96, vytvarovaného spoločne s opornou časťou membrány 95 a upravený pre styk s tesniacou časťou membrány 93. Nakoniec je pripravený tretí vyrovnávací prvok v tvare smerom dolu smerujúceho medzikružia alebo rebra 98, vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 93 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 91 kvapalinového ovládacieho ventilu.Fig. 9 shows an embodiment similar to FIG. 7, again composed of a two-member diaphragm formed by the diaphragm support portion 95 and the diaphragm seal portion 93. The first alignment element in the form of a protruding annulus or rib 99 formed together with the diaphragm support portion 95 is adapted to contact the top of the body 92. a further downwardly facing annular or rib 96 aligning member formed together with the support portion of the membrane 95 and adapted to engage the sealing portion of the membrane 93. Finally, a third downwardly facing annular or rib 98 alignment member formed with the seal is provided. a portion of the diaphragm 93 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 91.

Obr. 10 ukazuje ešte ďalšie zvláštne uskutočnenie. V tejto dispozícii je znázornený zvinutý pružný člen 104, umiestnený do osadenia vrchnej časti telesa 102. Zvinutý pružný člen 104 má predpätie a opiera sa o pohyblivý krúžok 107. Taký návrh je napríklad určený na vyrovnávanie charakteristík tepelného napätia častí telesa 101 a 102. Simultánne je pridaný ďalší vyrovnávací prvok v tvare smerom dolu smerujúceho medzikružia alebo rebra 108, vytvarovaný spoločne s tesniacou časťou membrány 103 a upravený pre styk so spodnou časťou telesa 101 kvapalinového ovládacieho ventilu čím zaisťuje, že okrajové časti membrány nemôžu pretekať vplyvom prevádzkových zmien namáhania, ktorým je kvapalinový ovládací ventil vystavený.Fig. 10 shows yet another particular embodiment. A coiled elastic member 104 is shown disposed in the shoulder of the body 102. The coiled elastic member 104 is biased and is supported by a movable ring 107. Such a design is intended, for example, to equalize the thermal stress characteristics of the body portions 101 and 102. an additional downwardly extending annulus or rib 108, formed together with the sealing portion of the diaphragm 103 and adapted to engage the lower portion of the fluid control valve body 101, thereby ensuring that the peripheral portions of the diaphragm cannot flow due to operating fluctuations in the liquid control valve exposed.

Claims

Patent claims

1. A liquid control valve comprising: a body formed by first and second portions and a diaphragm assembly interposed between said first and second portions, said first body portion comprising an actuating mechanism suitably coupled to said membrane and adapted to move the diaphragm assembly from the first and second portions; open to closed. and vice versa, said second body portion comprises a flow passage with a sealing member adapted to engage said membrane when said closed position is characterized in that the fluid control valve further comprises pressure relief means positioned between at least one of the first and second portions a body and said membrane; said pressure equalizing means being adapted to equalize the variations in the sealing pressure between said membrane assemblies and said first and second body portions; said sealing pressure variations occur as a result of the operational stresses of the liquid control valve.

Liquid control valve according to claim 1, characterized in that said pressure-relief means comprise a sealing membrane in the form of a flexible sealing ring having an arbitrary cross-sectional shape.

3. The liquid control valve of claim 1 wherein said pressure relief means is formed by injection molding into at least one of said first and second body portions.

4. The liquid control valve of claim 2 wherein said sealing member is O-ring shaped and is disposed between said first body portion and said membrane.

5. The liquid control valve of claim 2, wherein said sealing member is O-ring shaped and is disposed between said second body portion and said membrane.

6. The liquid control valve of claim 1, wherein said diaphragm assembly comprises a diaphragm support member and a diaphragm seal member when said pressure equalization means is disposed between said second body portion and said seal. membrane element.

7. The liquid control valve of claim 1, wherein said diaphragm assembly comprises a diaphragm support element and a diaphragm seal element, wherein said pressure equalization means is located between said second body portion and said diaphragm seal element, as well as between said diaphragm seal element. a membrane sealing member and said membrane support member.

8. The liquid control valve of claim 1, wherein said diaphragm assembly comprises a diaphragm support element and a diaphragm seal element, wherein said pressure equalization means is located between said first body portion and said diaphragm support element, as well as between said second portion. a body and said membrane sealing element.

9. The liquid control valve of claim 1, wherein said diaphragm assembly comprises a diaphragm support element and a diaphragm seal element, wherein said pressure equalization means is located between said first body portion and said diaphragm support element, between said sealing element. and between said second body portion and said membrane sealing member.

10. The liquid control valve of claim 1 wherein said pressure equalizing means comprises a plurality of coiled elastic portions spaced along the periphery of said first or second body portion.

The liquid control valve of claim 1, characterized in that it comprises a plurality of pressure-relief means which can be used in which. any suitable combination.