<Desc/Clms Page number 1>
Vannes à diaphragme*
La présente invention concerne des perfectionnements ap- portés aux vannes à diaphragme et., en particulier, une vanne à diaphragme dans laquelle le passage d'écoulement est en substance direct et le diaphragme est du type comportant une partie centrale fortement renflée qui s'étend, quand la vanne est fermée, depuis une ouverture d'un côté du corps,à l'intérieur du passage et ci* contact portant avec le coté opposé du passage.
Depuis de nombreuses années, ces vannes à diaphragme se sont largement répandues, du fait que leurs passages sont exempts des interruptions et des déviations brusques qui caractérisent les vannes à diaphragme plus courantes du type à seuil et les vanne. d'arrêt sphérique,.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Mais pendant cette m6Ae périoae, des matière .plastiques Chimic, ent inertes telles que le polytétratiuoroéthyâênes ont été large-lent utilisées comme diaphragmes dans des vannes à diaphragme du type à* seuil, par suite de leur aptitude it résister à la corro- sion par les fluides traités,
La difficulté est que$' quoique ces matières plastiques inertes soient suffisamment durables pour résister à des fierons . réputées sans se rompre lorsqu'on les utilise pour des diaphragmes
EMI2.2
de v&nnes du type à seuil, le façonnage de ces Entières plaeticlues en diaphragmes pour de,
% vannes à passade direct produit une défor- =tïon de certaines régions des partira cetitrules fortement renflée ces diaphragmes, teà-le que le, d3ophrnyne se rompt uprfes un relati- vexent petit nombre etc manoeuvres de la vanne.
Fn particulier, dans des vannes du type à passade direct
EMI2.3
ou en substance directe le di.phragmr (cul jusqu'à prient était en caoutchouc ou en matière caoutchouteuse dans ces vannes) assure
EMI2.4
la fermeture de 4a vanne en étant pressé contre un siàfie ayant la forme d'une bande sur Le corps dont une extréait, se trouve sur la surface de la bride de Isouvnrture 4 -.1aphra&ne d'un côté de celle- ci et passe sur le bord de l'ouverture à diaphragme, descend le long d'une paroi inclinée Jusqu'au font du passage et re4ionte en- suite sur l'autre paroi inclinée jusqu'à son outre extr4.ait± située sur la surface de la bride de l'ouverture à diaphrabue ou côté op- posé de cette ouverture.
Alors que la pression exercée contre le siège sur les parois inclinées et sur le fond du passade était
EMI2.5
obtenue grâce à un organe presseur situt derrière le aiophragme à ces endroits, il n'était pas possible de faire en sorte tue l'organe presseur surplombe le siège à l'ongle forcir par les parois inclinées
EMI2.6
et la bride ce j-'ouvertura à diapbra,me ou les extrtl.iltA$ du siège sur cett;
6ride elle-atmet La raison en est que pour fermer la vanne j 1* avancement de l'orcane pressèur vers le siège (suivant l'axe do l'ouverture à diaphragme) assure une compression adéquate des côtéis inGl3,n de la partie centrale du dîaphrae-ne contre les parois in-
<Desc/Clms Page number 3>
clives après une course en substance supérieure à celle recuise pour comprimer convenablement le diaphragme contre les extrémités du siège qui sont perpendiculaires à cet axe, et on a constaté qu'il n'est pas possible de placer au-dessus des extrémités du siège des parties presseuses qui ne commencent à agir sur le diaphragme que lorsque su partie centrale a été en partie comprimée.
En d'autres termes, le type de construction de ces vannes ne se prête pas à la fabrication critique d'un organe presseur oui commence à comprimer différentes parties du diaphragme à différents points de son avance- ment et qui n'agit sur tout le diaphragme qu'à la fin de sa course.
Des essais dans ce sens n'ont pas donné satisfaction ou ont entraîne des dépenses excessives.
EMI3.1
La solution de ce problème a consisté à now..er le diaphrag- me en caoutchouc ou en matière caoutchouteuse tie façon tiue sans déformation, la partie centrale conique fortement renflée n'attei- gne pus le fond du passage, un étirage substantiel de la ratière du diaphragme par l'avancement de l'organe presseur étant ainsi né- cessaire pour former la vanne.
Cet étirage attire les parties du
EMI3.2
diaphragme qui sont adjacentes z, la briao de l'ouverture et au bo:*d de cette ouverture, assez fortement contre le siège à ces endroits pour assurer uno fermeture., ce qui permet de se passer de parties pros'- seunes surplombant ces partiel du diaphragme, , Cependant, quoique cette technique d'étirago , du diaphragme
EMI3.3
ait donné satisfaction pour des vannes à diaphragmes passage direct lorsqu'on utilise des diaphragmes en caoutchouc ou en matière caout- chouteuse, des diaphragmes fabriqués en certaines matières plasti- ques chimiquement inertes ne reprennent pas leur forme Moulue ori-
EMI3.4
ginale après un étirage initial suffisant F our assurer la fermeture' de la vanne de la f8çon décrite.
Cela étant, sil devient alors typo5- sible de fermer la vanne ou bien les diaphragmes cernent leur in- perméabilité aux liquides commandes par la vanne, après cet étirage.
On a toutefois découvert que ces difficultés peuvent être
EMI3.5
surmontées dans une mesure surprenante et inattendue lorque la
<Desc/Clms Page number 4>
vanne à oiaphragme à passage direct est pourvue d'un diaphragme
EMI4.1
en matière plastique ;,ui comporte, dans sa partie centrale renflée, suffisaient de matière pour < ue. cette partie attaque en substance le siège sans s'étirer lorsque le prenseur est déplacé xour fermer la vanne, -Le diaphragme comportant un contre-diaphragme renforcé séparé en caoutchouc ou en matière caoutchouteuse dont la partie centrale est placée entre l'organe grosseur et le diaphragme et dont la périphérie est pincée entre la périphérie au diaphragme et le chapeau de la vanne.
Au contraire de la partie centrale renflée du diaphragme en matière plastique, la partie centrale renfl e r.u contre-diaphrag- me est suffisamment courte pour devoir être étirée d'une façon no- table par -'organe presseur pendant la fermeture de la vunne afin
EMI4.2
d'atte1n6re le point oà il commence à comprimer le centre du dia- phragme en matière plastique contre le siège. Cet '-'tirage presse le diaphragme en t1ère plastique fermement contre le siège à ses extrémités qui ne sont pas surplombées par l'organe presseur liais.. en même temps, le diaphragme en aatière plastique n'est pas lui- 111'la" étiré et façon apprdoîqbie Qb no j* u* donc III ;apxe.
La combinaison d'un dlaphrag.4e en matière plastique inex.. tensible avec un contre-diaphragme de support en matière caoutchou-
EMI4.3
teuse ariiée extensible est rendue possible, dans une forme d'exécu- tion préférée de ,,'1nvent1on.. par unit construction nouvelle grâce à laquelle le diaphragma le contre-diaphragme et l'organe presseur sont relias entre eux, Ainsi, en substance dans tous les types de vannes à diaphragme comprenant les vannes du type à passage direct, une liaison doit être prévue entre le diaphragme exposé au fluide et l'organe presseur de sorte que lorsque ce dernier est rétracté pour ouvrir la vanne, il entraîner positivement le diaphragme.
L'ex-
EMI4.4
périence a montré qu'on ne peut pas cotapter sur la pression de flui- de seule pour écarter le diaphragme de son siège en position ouverte et, dans certains cas, cette pression est même négative, c'est-à-
EMI4.5
dire inférieure à la pression atronph4r--(,ue, La nouvelle construc-
<Desc/Clms Page number 5>
tion mentionnée plus haut comprend, d'une façon générale, un cr- ùne de liaison qui est fixé au centre du diaphragme en matière plastique et qui traverse à coulisse le centre du contre-diaphragme de support et qui est fixe à l'organe presseur.
Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, une liaison à mouvement perdu ! spéciale est prévue pour fixer l'organe de liaison à l'organe près- ! seur de aorte qu'il y a un intervalle entre le diaphragme en matie- , re plastique et le contre-diaphragme lorsque leurs parties centrales! renflées sont avance à fond vers le siège et que le contre-diaphras men'estpas étiré. Ensuite, la fermeture étanche de la vanne s'opère en dépluçant l'organe presseur pour étirer le contre-diaphragme de la distance de cet intervalle et .L'amener en contact tome avec le ; diaphragme en matière plastique.
Cet étirage du contre-diaphragme comprime le diaphragme aux extrémités du siège et ce contact ferme ! comprime le diaphragme au milieu ou siège.
Un très bon résultat de ce dispositif de liaison est que le diaphragme et le contre-diaphragme peuvent être installes dans une vanne sans étirer le contre-diaphragme ou déformer le diaphrag- me, ou le.$ deux, pendant cette installation. Ainsi, pendant le =il- tage d'une vanne ou le remplacement d'un diaphragme, les périphé- ries du diaphragme et du contre-diaphragme doivent être mises en coïncidence l'une avec l'autre ainsi qu'avec les brides du chapeau et du corps de la vanne et entre celles-ci. La liaison à mouve- ment perdu spéciale mentionnée plus haut permet d'installer le dia- phragme et le contre-diaphragme sans entraîner la déformation et l'étirage qui rendraient cette mise en coïncidence extrêmement dif- ficile.
Cela étant, la présente invention a pour buts de procurer : une vanne à diaphragme du type à passage direct ou en sub- tance directe comportant un diaphragme en matière plastique chimi- quement inerte conforme' de façon que, lorsqu'il est amené en contact! avec son siège, il n'est en substance pas étire et il comporte aussi un contre-diaphragme en caoutchouc ou en matière caoutchouteuse qui
<Desc/Clms Page number 6>
est également conformé de façon que, lorsqu'il est étiré en substan- ce en complet contact avec le diaphragme, il soit étiré d'une façon appréciable;
une vanne à diaphragme du genre décrit, dans laquelle l'é- tirage du contre-diaphragme amène des parties de ce contre-diaphrag'' me à compriuer les parties adjacentes du diaphragme contre leur siège; une vanne à diaphragme au genre décrit, dans laquelle le contre-diaphragme soit étiré par.un organe presseur auquel le dia- phragme est fixé par une liaison à mouvement perdu;
une vanne à diaphragme du genre décrit, dans laquelle la liaison à mouvement perdu couliege à travers le contre-diaphragme et permette au contre-diaphragme de se déplacer en s'écartant du diaphragme; une vanne à diaphragme du genre décrit, dans laquelle, dans une position, le contre-diaphragme soit en substance non étiré lorsqu'il est écarté d'une certaine distance du diaphragme qui à ce moment, n'est en substance pas déformé; une vanne à diaphragme du genre décrit, dans laquelle la liaison à mouvement perdu comporte une nouvelle construction qui est associée à une surface latérale du presseur pour empêcher la liaison de tourner per rapport à ce dernier;
une vanne à diaphragme du genre décrit dans laquelle l'é- paisseur du diaphragme de matière plastirue se modifie d'une nouvel- le façon et dans laquelle le contre-diaphragme comporte une surface en contact avec le diaphragme qui se conforme à cette variation d'épaisseur.
D'autres buts et avantages ressortiront de la description détailla donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins aunexés dans lesquels : la Fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'un. ,lA- ne à diaphragme à passade direct suivant l'invention, la vanne étant représentée . vec le diaphragme étiré Jusqu'au siège et avec le
<Desc/Clms Page number 7>
contre disphragmeavancé vers le diaphragme mais non étiré; ' ' la Fig. 2 est une vue semblableà la Fig. 1 montrant le contre-diaphragme étiré et comprimant le diaphragme contre le . siège, pour fermer la vanne;
la Fig. 3 est une coupe verticale transversale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une coupe verticale transversale suivant la ligne 4-4 de la Fig. 5; et, la Fig. 5 est une vue semblable à la Fig. 1 mais montre la vanne en position ouverte.
La vanne représentée comprend un corps 10 comportent un passage 12 qui le traverse de part en part entre les orifices d'ex- trémité opposés 14 et 16. Ces orifices sont munis de,brides exté- rieures là par lesquelles le corps de la vanne peut être monte dans une conduite de fluide de la faon habituelle, par exemple en étant boulonna aux brides correspondantes de la conduite. Le passage 12 est en substance droit et de section en substance cylindrique sur toute sa longueur.
Cependant, à mi-distance entre les extrémités du passai le corps 10 est pourvu d'une ouverture latérale 22 qui est en substance circulaire et qui est entourée par une. bride anmu laire 24 disposée dans un plan 26 parallèle au passage 12. à p&rtir de la bride 24, les parois Intérieures du corps convergent vers l'intérieur et, aux cotes du corps, elles se raccordait en substan- ce tangentiellement aux parois cylindriques du passage. Les points de tangence sont indiqués par le chiffre 27 (voir les Figs. 3 et 4).
La bride 24 qui entoure 'ouverture 22 du corps présente une surface de serrage pour le rebord périphérique d'un élément obturateur combiné qui comprend un contre-diaphragme élastique en caoutchouc, ou en matière caoutchouteuse 28 et un diaphragme en ma- tière plastique relativement inerte 30. Ces organes comportent des parties périphériques coïncidentes 32 et 34 respectivement, dispo- sées dans des plans parallèles au plan 26 et d'un côté de ce der- nier.
Ils comportent également des parties centrales renflas coin-
<Desc/Clms Page number 8>
cidentes 36 et 38, respectivement* qui s'étendent de !'autre cote du plan 26 de sorte que la partie centrale renflée 38 du diaphrag- me en matière plastique s'étend dans le passage 12 et le bloque, D'une façon plus spécifique, les parties périphériques 32 et 34 sont pincées sur la bride 24 par une bride correspondante 40 pré- vue sur l'extrémité inférieure d'un chapeau 42 qui est fixé au corps au moyen de boulons à écrous 44, comme le montre le dessin,
Le serrage de la bride 40 du chapeau contre la bride 24 du corps serre les parties périphériques de façon 0 tanche contre la bride 24 du corps et empêche ainsi le fluide dans le passage 12 de s'é- chapper à l'extérieur de la .vanne et de pénétrer dans le chapeau,
Les côtes inclinas de la' partie centrale renflée du contre- diaphragme Elastique 28 et du diaphragme en matière plastique iner- te 30 sont suffisamment minces pour pouvoir ;
se replier dans la for- me représentée sur les Figs. 4 et 5 lorsque ,L'organe presseur 46, auquel le diaphragme combiné est fixé, est rétracté à l'intérieur du chapeau 42 par un mécanisme d'actionnement 48 monté dans le cha- peau. Les parties centrales renflées du diaphragme combiné, en sor- tant du passage d'écoulement 12, ouvrent la vanne et, au contraire, en manoeuvrant le mécanisme d'actionnement 48 pour faire avancer le presseur 46 vers le passage 12, on étend les parties centrales du diaphragme combiné d'abord jusqu'à la position de la Fige 1 et ensuite, en faisant avancer le grosseur 46 davantage, jusqu'à la position des Figs. 2 et 3.
Dans cette dernière position, la partit centrale renflée du diaphragme en matière plastique est fermement pressée contre le corps 10, pour fermer la vanne.
La Fig. 1 représente la forme de l'obturateur combiné avant qu'il ait été déformé d'une façon substantielle par le mécanis me de Manoeuvre 48. En d'autres termes, le contre-diaphragme élas- tique 28 qui peut avantageusement être fait en caoutchouc synthéti- que, est moulé à la forme représentée sur la Fig. 1. De même, le diaphragme en matière plastique inerte 30, qui est également de pré- férence un organe moul@ (par exemple eu polytéraluoroéthylène),
<Desc/Clms Page number 9>
a de préférence initialement la forme représentée sur la Fig. A.
Ainsi, suivant l'invention, quoique le diaphragme en matiè- re plastique 30 reçoive, par moulage, une forme correspondant en substance aux surfaces intérieures du corps, le contre-diaphragme élastique 28 n'a pas initialement une forme telle qu'il épouse la surface intérieure du diaphragme, et il subsiste un intervalle 50 (fig. 1). entre la surface extérieure du contre-diaphragme élastique et la surface intérieure du diaphragme de matière plastique.
. La Fig. 1 montre également que la surface extérieure 51 du cône presseur est de préférence ajustée contre -La surface inté- rieure du contre-diaphragme élastique lorsque le cane presseur a été avancé pour étirer le contre-diaphragme élastique fermement en contact avec l'intérieur du diaphragme en matière plastique inerte. Ainsi, en manoeuvrant le mécanisme 48 (en tournant le volant 52), on peut étirer le contre-diaphragme élastique jusqu'à ce qu'il soit en contact parfait avec la surface intérieure du diaphragme en matière plastique. Ensuite, toute nouvelle manoeuvre du mécanis- me d'actionnement amène le contre-diaphragme élastique 28 à compri- mer le diaphragme en matière plastique fermement contre les parois du corps.
Les parties du diaphragme en matière plastique qui s'éten- dent autour de l'arête 54 formée par les parois inclinées du corps et la bride périphérique 24. sont ainsi, par l'étirage du contre- diaphragmé élastique, étroitement pressées contrée corps à cette arête au moment où la partie centrale renflée du diaphragme en ma- tière plastique est pressée fermement en contact avec la paroi in- clinée du corps, toutecette opération étant réalisée sans étirer le diaphragme en matière plastique qui assure en fait l'étanchéité avec le corps de la vanne.
Dans la forme d'exécution de l'invention représentée dans les dessins, le diaphragme de matière plastique et le contre-dia- phragme élastique sont moulés dans les fomes resuectives représen- @ées sur la Fig. 1, Dans se @@s, $ni le disphragme ni le @entre-dia-
<Desc/Clms Page number 10>
phragme ne subissent aucune déformation dans les positions qu'ils
EMI10.1
occupent sur la F.g, 1.
Il est clair, cependant, que le diaphragme et le contre- diaphragme peuvent être moulas dans les formes respectives qu'ils oc cupent dans d'autres positions de la vanne, sans sortir du cadre de
EMI10.2
.L'invention. Ainsi, la défor.L11.e.t:Lon par flexion des renflements de ces organes doit être distingua de leur étirage*.
Même si le dia-
EMI10.3
phragme et le contre-diaphragme sont moules avec leurs renflements en position repliée., la flexion de ces renflements dans une position telle que sur la Fig. 1 ..ryl.çue une flexion et non un étirage Cependant, suivant la présente Invention, le cône presseur en don-
EMI10.4
tinuant il avancer depuis sa position de la tige 1, étire le contre- diaphragme et tend simplement 10-diaphragme davantage
Le rappel du diaphragme -en matière plastiquer, et donc du contre-diaphragme élastique,
est .réalisé dans cette construction préférée par une liaison à mouvement perdu dans laquelle la tète 58 d'un goujon 56 est noyée dans la partie centrale épatant* 60 du diaphragme en matière plastique à l'extrémité du renflement;
EMI10.5
sa tige 62 sortant de a surface Intérieure du diaphragme en nnt1ère .Çla=t1Clue,paSs2,.t le long de l'axe 64 des renflements du diaphragme et du contre-diaphragme, traversant une ouverture 66 1I1(.na.ée dans le contre-diaphragme élastique 23 et s'enfonçant dans une cavité 68
EMI10.6
nénagée dans le cane pressur. La tige 62 du goujon est filetée à sor extréI11té et se visse dans un écrou 70 qui est monté sans serra- ge dans la cavité 68 et qui est libre de se déplacer suivant l'axe
EMI10.7
du renflement.
Une vis d'arrêt 7 ? "l'empêche cependant de tourner et s'enfonce dans à cavité Jusqu'à' Un point adjacent à un plut z. sur l'écrou 70, l'extrémité inférieure 75 du cône presseur, que la tige du goujon traverse pour atteindre la cavité, limitant le dé-
EMI10.8
placement -tr,"4.Oécrou dans ce sent.-
Avec cet agencements le. diaphragme en matière plastique ne doit pas rester en contact intime avec le contre-diaphragme
EMI10.9
élastique.
PtGêAn . itou.% de 1Y.r'. 4. l, fâimif 18 àityhrii
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
me en t1at1ère plastique 30 peut conserver sa forme moulée, s'il tend à le faire mais, lorsque le cône presseur 446 est remonte au-dessus de la position représentée sur la Fig. 1, le goujon reliant le cône presseur au diaphragme de matière plastique replie le dia- phragme en matière plastique, par exemple éventuellement jusqu'à la
EMI11.2
position représentée sur les Figs. 4 et 5.
En ce qui concerne le mécanisme d'actionnèrent 48, le cône presseur 45 est relié par une goupille 76 l'extrémité inférieure d'une tige filetée 78 qui se visse dans une buselure 80 tournant dans une ouverture 82 ménagée dans 1 extrémité supérieure du cha- peau 42. Le volant 52 est à sotour relié à la partie de la buselure 80 qui traverse l'ouverture 82 du chapeau et la rotation de la buse- lure est permise par un roulement de butée 84 placé entre la sur- face intérieure 86 du chapeau autour de l'ouverture 32 du chapeau et une bride 87 sur la buselure.
Ainsi, lorsqu'on tourne le valait 52, la busolure 80 est
EMI11.3
entraînée en rotation et la tige t11ate (qui oit empêchée de tour- ner par :i.e coulissement des bras du cône presseur 88 fur des lames verlt4altit 1 tonndeo sur ,1,.. i4;\'P1J .7t.'1lri du 0f8,,etli mou et descend.par rapport à la buselure, Le volant et le chapeau et déplace ainsi le cône presseur, comme il le tau-0 pour faire fonc- tionner la vanne* - La liaison entre la tige filetée 78 et le cdru presseur A,6 est établie par un moyeu 92 qui est formé sur le cône presseur et qui comporte un logement 94 communiquant, avec la petite cavité 68.
Un disque pais 96, qui repose sur l-épaulement 98 formé par la différence' de diamètres du logement 94 et de la cavité 68, est atta qué par l'extrémité inférieure de la tige lorsque la vanne est fermée. La Goupille 76 qui traverse l'extrémité de la tige est
EMI11.4
ajustée sans serrage clans des ouvertures 100 r.1éna;éos ce :1,1'1. et d'autre du moyeu 92.
Cet ajustage non serre assure que Ja force Ce : fermeture exercée sur le cône presseur par la tige filetée :vit exercée par l'intermédiaire du disque et non par ;.';.".t2r.: .! .ïâ
<Desc/Clms Page number 12>
de la goupille 76,
Il est clair que le goujon 56 qui relie l'obturateur com- biné au presseur 46 doit s'étendre suffisamment l@n en dessous du presseur (lorsque l'écrou 70 est au fon@ de la cavité 68) pour recevoir les différentes longueurs des parties centrales renflées du contre-diaphragme élastique et du diaphragme en matière plasti- due.
Lorsque le goujon a cette longueur, le diaphragme en matière plastique est libre de prendre sa forme Moulue s'il est sollici- té dans ce sens par les forces auxquelles il est soumis et, en même temps, le contre-diaphragme élastique est également libre ce prendre sa forme moulée.
La cavité 68 dU presseur doit s'étendre suffisamment loir vers le haut, pour que lorsque le diaphragme en matière plastique attaque le siège prévu sur le fond du passage, le cône presseur puisse descendre par rapport à l'écrou 70 jusqu'à ce que le contre-diaphragme élastique 28 soit fermement pressé contre la surface intérieure du diaphragme en matière plastique 30.
Comme le montrent les dessins, la partie centrale renflée du diaphragme se compose rie trois parties.La première partie 38a part de la pastie périphérique pincé* 34 et est d'épaisseur en substance uniforme. La seconde partie 38b part de la première partie et augmente d'épaisseur et la troisième partie 60 est sensiblement plus épaisse que les deux autres et forme la pointe renflée.
La raison de cette nouvelle conformation est d'assurer que la flexion roulante du diaphragme ait lieu dans la partie 38a com- me le montrent les Fias* 4 et 5.
La surface extérieure du contre-diaphragme renflé est con- formée de manière à épouser la forme de la surface intérieure du diaphragme lorsque le centre-diaphragme a été avancé par le cône presseur en contact avec le diaphragme pour fermer la vanne.
<Desc / Clms Page number 1>
Diaphragm valves *
The present invention relates to improvements to diaphragm valves and, in particular, to a diaphragm valve in which the flow passage is substantially direct and the diaphragm is of the type having a strongly swollen central portion which extends. , when the valve is closed, from an opening on one side of the body, inside the passage and this bearing contact with the opposite side of the passage.
For many years these diaphragm valves have become widely used, because their passages are free from the abrupt interruptions and deviations which characterize the more common threshold type diaphragm valves and gate valves. spherical stopper ,.
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
However, during this period, chemical inert plastic materials such as polytetratiuoroethyanes have been widely used as diaphragms in threshold type diaphragm valves, owing to their ability to resist corrosion by. the fluids treated,
The difficulty is that even though these inert plastics are durable enough to stand up to fears. known to not break when used for diaphragms
EMI2.2
of threshold type valves, the shaping of these entire plateslues into diaphragms for,
% direct pass valves produce deformation of certain regions of the strongly swollen cetitrules leaving these diaphragms, such that the, d3ophrnyne ruptures during a relatively small number of valve operations etc.
Particular fn, in valves of the direct pass type
EMI2.3
or in substance direct the di.phragmr (ass until pray was rubber or rubbery material in these valves) ensures
EMI2.4
the closing of the valve by being pressed against a band in the form of a band on the body, one end of which is on the surface of the flange of the opening 4 -.1aphra & ne on one side of it and passes over the edge of the diaphragm opening, descends along an inclined wall to the side of the passage and then rejoins on the other inclined wall until its extra extr4.ait ± located on the surface of the flange of the diaphrabue opening or opposite side of this opening.
While the pressure exerted against the seat on the inclined walls and on the bottom of the passade was
EMI2.5
obtained thanks to a presser organ located behind the aiophragm in these places, it was not possible to ensure that the presser organ is overhanging the seat with the nail forcing by the inclined walls
EMI2.6
and the flange this j-'ouvertura to diapbra, me or the extrtl.iltA $ of the seat on this;
6ride elle-atmet The reason is that in order to close the valve j 1 * advancement of the presser orcan towards the seat (along the axis of the diaphragm opening) ensures adequate compression of the sides inGl3, n of the central part dîaphrae-ne against the inner walls
<Desc / Clms Page number 3>
clives after a stroke substantially greater than that receded to properly compress the diaphragm against the ends of the seat which are perpendicular to this axis, and it has been found that it is not possible to place parts above the ends of the seat pressers which only start to act on the diaphragm when the central part has been partially compressed.
In other words, the type of construction of these valves does not lend itself to the critical manufacture of a pressing member yes begins to compress different parts of the diaphragm at different points of its advance and which does not act on the whole. diaphragm only at the end of its stroke.
Attempts in this direction have not been satisfactory or have resulted in excessive expenditure.
EMI3.1
The solution to this problem has been to now..er the diaphragm of rubber or rubbery material so tightly without deformation, the strongly swollen conical central part no longer reaches the bottom of the passage, a substantial stretching of the passage. dobby of the diaphragm by the advancement of the pressing member being thus necessary to form the valve.
This stretching attracts parts of the
EMI3.2
diaphragm which are adjacent z, the briao of the opening and the bo: * d of this opening, strongly enough against the seat in these places to ensure uno closure., which makes it possible to dispense with pros' parts overhanging these partial diaphragm,, However, although this technique of stretching, the diaphragm
EMI3.3
has been satisfactory for direct passage diaphragm valves when rubber or rubber diaphragms are used, diaphragms made of certain chemically inert plastics do not return to their original shape.
EMI3.4
ginal after sufficient initial stretching to ensure closure of the valve in the manner described.
This being the case, it then becomes typical to close the valve or else the diaphragms surround their impermeability to the liquids controlled by the valve, after this stretching.
However, it has been found that these difficulties can be
EMI3.5
overcome to a surprising and unexpected extent when the
<Desc / Clms Page number 4>
direct flow diaphragm valve is provided with a diaphragm
EMI4.1
made of plastic;, ui comprises, in its swollen central part, sufficient material for <ue. this part essentially attacks the seat without stretching when the prensioner is moved to close the valve, -The diaphragm comprising a separate reinforced counter-diaphragm made of rubber or rubbery material, the central part of which is placed between the thick member and the diaphragm and the periphery of which is pinched between the periphery of the diaphragm and the valve bonnet.
Unlike the bulging central part of the plastic diaphragm, the bulging central part of the counter-diaphragm is short enough that it needs to be significantly stretched by the pressing member during the closing of the valve in order to
EMI4.2
to reach the point where it begins to compress the center of the plastic diaphragm against the seat. This pulling presses the plastic diaphragm firmly against the seat at its ends which are not overhung by the binding press member .. at the same time, the plastic diaphragm is not itself. stretched and apprdoîqbie way Qb no j * u * therefore III; apxe.
The combination of an inexhaustible plastic diaphragm with a rubber backing diaphragm.
EMI4.3
The expandable ariié is made possible, in a preferred embodiment of the invention, by a new construction whereby the diaphragm, the counter-diaphragm and the pressing member are interconnected. in all types of diaphragm valves including the through type valves, a connection should be provided between the diaphragm exposed to the fluid and the pressing member so that when the latter is retracted to open the valve, it will positively drive the diaphragm.
The ex-
EMI4.4
experience has shown that one cannot adapt to the fluid pressure alone to move the diaphragm away from its seat in the open position and, in some cases, this pressure is even negative, that is to say
EMI4.5
say less than the pressure atronph4r - (, ue, The new construc-
<Desc / Clms Page number 5>
The aforementioned arrangement generally comprises a connecting skull which is fixed to the center of the plastic diaphragm and which slidably traverses the center of the supporting counter-diaphragm and which is fixed to the pressing member. .
According to a preferred embodiment of the invention, a lost motion link! special is provided to fix the connecting member to the near organ! sor of aorta that there is a gap between the plastic diaphragm and the counter-diaphragm when their central parts! bulges are fully advanced towards the seat and the counter-diaphras is not stretched. Then, the tight closing of the valve takes place by moving the pressing member to stretch the counter-diaphragm by the distance of this interval and. Bring it into contact with the; plastic diaphragm.
This stretching of the counter-diaphragm compresses the diaphragm at the ends of the seat and that contact closes! compresses the diaphragm in the middle or seat.
A very good result of this connection device is that the diaphragm and the counter-diaphragm can be installed in a valve without stretching the counter-diaphragm or deforming the diaphragm, or both, during this installation. Thus, during the installation of a valve or the replacement of a diaphragm, the peripheries of the diaphragm and the counter-diaphragm must be brought into coincidence with each other as well as with the flanges of the diaphragm. bonnet and valve body and between them. The special lost motion linkage mentioned above allows the diaphragm and counter diaphragm to be installed without causing the deformation and stretching which would make this alignment extremely difficult.
However, it is the object of the present invention to provide: a diaphragm valve of the through-flow or through-substance type comprising a diaphragm of chemically inert plastic material conforming so that when brought into contact ! with its seat, it is not substantially stretched and it also has a rubber or rubbery counter-diaphragm which
<Desc / Clms Page number 6>
is also shaped so that when stretched substantially into full contact with the diaphragm it will be stretched appreciably;
a diaphragm valve of the kind described, in which the pulling of the counter-diaphragm causes parts of this counter-diaphragm to compress adjacent parts of the diaphragm against their seat; a diaphragm valve of the kind described, in which the counter-diaphragm is stretched by a pressing member to which the diaphragm is fixed by a lost motion connection;
a diaphragm valve of the kind described, in which the lost motion link slides through the counter diaphragm and allows the counter diaphragm to move away from the diaphragm; a diaphragm valve of the kind described, in which in one position the counter-diaphragm is substantially unstretched when it is spaced a certain distance from the diaphragm which at this time is not substantially deformed; a diaphragm valve of the kind described, in which the lost motion link has a new construction which is associated with a side surface of the presser to prevent the link from rotating relative thereto;
a diaphragm valve of the kind described in which the thickness of the diaphragm of plastic material changes in a novel way and in which the counter-diaphragm has a surface in contact with the diaphragm which conforms to this variation of 'thickness.
Other objects and advantages will emerge from the detailed description given below, by way of example, with reference to the aunexed drawings in which: FIG. 1 is a longitudinal vertical section of a. , lA- ne with direct passage diaphragm according to the invention, the valve being shown. with the diaphragm stretched to the seat and with the
<Desc / Clms Page number 7>
against disphragm advanced towards the diaphragm but not stretched; '' Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 showing the counter-diaphragm stretched and compressing the diaphragm against the. seat, to close the valve;
Fig. 3 is a transverse vertical section taken on line 3-3 of FIG. 2; Fig. 4 is a transverse vertical section taken on line 4-4 of FIG. 5; and, FIG. 5 is a view similar to FIG. 1 but shows the valve in the open position.
The valve shown comprises a body 10 having a passage 12 which passes right through it between the opposing end ports 14 and 16. These ports are provided with outer flanges there by which the body of the valve can. be fitted in a fluid line in the usual way, for example by being bolted to the corresponding flanges of the line. The passage 12 is substantially straight and of substantially cylindrical section over its entire length.
However, midway between the ends of the pass, the body 10 is provided with a lateral opening 22 which is substantially circular and which is surrounded by a. anmu lar flange 24 disposed in a plane 26 parallel to the passage 12. from the flange 24, the inner walls of the body converge inwards and, at the sides of the body, they are connected substantially tangentially to the cylindrical walls of the body. passage. The points of tangency are indicated by the number 27 (see Figs. 3 and 4).
The flange 24 which surrounds the opening 22 of the body has a clamping surface for the peripheral rim of a combined shutter member which comprises an elastic counter-diaphragm of rubber, or rubbery material 28 and a diaphragm of relatively inert plastic material. 30. These members include coincident peripheral parts 32 and 34 respectively, arranged in planes parallel to plane 26 and on one side of the latter.
They also feature central swelling corner parts.
<Desc / Clms Page number 8>
cidentes 36 and 38, respectively * which extend from the other side of the plane 26 so that the swelling central part 38 of the plastic diaphragm extends into the passage 12 and blocks it. Specifically, the peripheral parts 32 and 34 are clamped on the flange 24 by a corresponding flange 40 provided on the lower end of a cap 42 which is fixed to the body by means of bolts and nuts 44, as shown in the drawing. ,
The clamping of the flange 40 of the bonnet against the flange 24 of the body clamps the peripheral parts tightly against the flange 24 of the body and thus prevents the fluid in the passage 12 from escaping out of the body. valve and enter the bonnet,
The sloping ribs of the bulging central portion of the elastic counter-diaphragm 28 and the inert plastic diaphragm 30 are thin enough to be able;
fold into the shape shown in Figs. 4 and 5 when, the pressing member 46, to which the combined diaphragm is attached, is retracted inside the cap 42 by an actuating mechanism 48 mounted in the cap. The bulging central parts of the combined diaphragm, exiting from the flow passage 12, open the valve and, on the contrary, by operating the actuation mechanism 48 to advance the presser 46 towards the passage 12, the parts are extended. centers of the combined diaphragm first to the position of Fig. 1 and then, advancing the size 46 further, to the position of Figs. 2 and 3.
In this latter position, the swollen central part of the plastic diaphragm is firmly pressed against the body 10, to close the valve.
Fig. 1 shows the shape of the combined shutter before it has been substantially deformed by the operating mechanism 48. In other words, the elastic counter-diaphragm 28 which can advantageously be made of rubber. synthetic, is molded to the shape shown in FIG. 1. Likewise, the inert plastic diaphragm 30, which is also preferably a molded member (eg polyteraluoroethylene),
<Desc / Clms Page number 9>
preferably initially has the shape shown in FIG. AT.
Thus, according to the invention, although the plastic diaphragm 30 is molded into a shape substantially corresponding to the interior surfaces of the body, the resilient counter-diaphragm 28 does not initially have such a shape as to conform to the interior surfaces of the body. the inner surface of the diaphragm, and there remains a gap 50 (Fig. 1). between the outer surface of the resilient counter-diaphragm and the inner surface of the plastic diaphragm.
. Fig. 1 also shows that the outer surface 51 of the presser cone is preferably fitted against the inner surface of the resilient counter-diaphragm when the presser rod has been advanced to stretch the resilient counter-diaphragm firmly in contact with the interior of the diaphragm. made of inert plastic. Thus, by operating the mechanism 48 (by turning the handwheel 52), the elastic counter-diaphragm can be stretched until it is in perfect contact with the inner surface of the plastic diaphragm. Subsequently, any further maneuvering of the actuating mechanism causes the resilient counter-diaphragm 28 to compress the plastic diaphragm firmly against the walls of the body.
The parts of the plastic diaphragm which extend around the ridge 54 formed by the inclined walls of the body and the peripheral flange 24. are thus, by the stretching of the elastic counter-diaphragm, tightly pressed against the body. this ridge at the moment when the swollen central part of the plastic diaphragm is pressed firmly into contact with the inclined wall of the body, all this operation being carried out without stretching the plastic diaphragm which in fact seals with the valve body.
In the embodiment of the invention shown in the drawings, the plastic diaphragm and the resilient counter-diaphragm are molded in the respective shapes shown in FIG. 1, In se @@ s, $ neither the disphragm nor the @ entre-dia-
<Desc / Clms Page number 10>
phrase do not undergo any deformation in the positions they
EMI10.1
occupy on the F.g, 1.
It is clear, however, that the diaphragm and the counter-diaphragm can be molded into the respective shapes which they occupy in other positions of the valve, without departing from the framework of the valve.
EMI10.2
The invention. Thus, the defor.L11.e.t: Lon by bending of the bulges of these organs must be distinguished from their stretching *.
Even though the dia-
EMI10.3
phragm and the counter-diaphragm are molded with their bulges in the folded position., the bending of these bulges in a position as in FIG. 1 ..ryl. Perceived bending and not stretching However, according to the present invention, the presser cone don-
EMI10.4
continuing to move forward from its position of rod 1, stretch the counter-diaphragm and simply stretch 10-diaphragm further
The return of the diaphragm -in plastic material, and therefore of the elastic counter-diaphragm,
is. realized in this preferred construction by a lost motion connection in which the head 58 of a stud 56 is embedded in the central portion * 60 of the plastic diaphragm at the end of the bulge;
EMI10.5
its rod 62 coming out of the inner surface of the diaphragm in nnt1ère .Çla = t1Clue, paSs2, .t along the axis 64 of the bulges of the diaphragm and the counter-diaphragm, passing through an opening 66 1I1 (.na.ée in the elastic counter-diaphragm 23 and sinking into a cavity 68
EMI10.6
nénée in the cane pressur. The rod 62 of the stud is threaded at the end and is screwed into a nut 70 which is mounted loosely in the cavity 68 and which is free to move along the axis.
EMI10.7
bulge.
A stop screw 7? "however, prevents it from rotating and sinks into the cavity up to a point adjacent to a plut z. on the nut 70, the lower end 75 of the presser cone, which the shank of the stud passes through to reach the cavity, limiting the loss
EMI10.8
placement -tr, "4.Nut in this sent.-
With this arrangement the. plastic diaphragm must not remain in intimate contact with the counter-diaphragm
EMI10.9
elastic.
PtGêAn. itou.% of 1Y.r '. 4.l, fâimif 18 atityhrii
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
The plastic material 30 may retain its molded shape, if it tends to do so, but when the presser cone 446 is raised above the position shown in FIG. 1, the pin connecting the presser cone to the plastic diaphragm folds the plastic diaphragm, for example possibly up to the
EMI11.2
position shown in Figs. 4 and 5.
With regard to the actuated mechanism 48, the presser cone 45 is connected by a pin 76 to the lower end of a threaded rod 78 which screws into a nozzle 80 rotating in an opening 82 made in the upper end of the chain. - skin 42. The flywheel 52 is in turn connected to the part of the nozzle 80 which passes through the opening 82 of the cap and the rotation of the nozzle is permitted by a thrust bearing 84 placed between the inner surface 86 of the bonnet around the opening 32 of the bonnet and a flange 87 on the nozzle.
Thus, when turning the value 52, the busolure 80 is
EMI11.3
driven in rotation and the stem t11ate (which is prevented from turning by: ie sliding of the arms of the presser cone 88 along the blades verlt4altit 1 tonndeo on, 1, .. i4; \ 'P1J .7t.'1lri du 0f8, , etli soft and descends in relation to the nozzle, The handwheel and the cap and thus moves the presser cone, as it tau-0 to operate the valve * - The connection between the threaded rod 78 and the presser cdru A, 6 is established by a hub 92 which is formed on the presser cone and which has a housing 94 communicating with the small cavity 68.
A thick disc 96, which rests on the shoulder 98 formed by the difference in diameters of the housing 94 and the cavity 68, is engaged by the lower end of the stem when the valve is closed. Pin 76 which passes through the end of the rod is
EMI11.4
adjusted without tightening in openings 100 r.1éna; éos ce: 1.1'1. on both sides of the hub 92.
This loose adjustment ensures that the force Ce: closure exerted on the presser cone by the threaded rod: vit exerted through the disc and not by;. ';. ". T2r .:.! .Ïâ
<Desc / Clms Page number 12>
pin 76,
It is clear that the stud 56 which connects the combined shutter to the presser 46 must extend sufficiently below the presser (when the nut 70 is at the bottom of the cavity 68) to accommodate the different lengths. swelling central parts of the elastic counter-diaphragm and of the plastic diaphragm.
When the stud has this length the plastic diaphragm is free to assume its molded shape if it is biased in this direction by the forces to which it is subjected and, at the same time, the elastic counter-diaphragm is also free. this take its molded form.
The presser cavity 68 must extend sufficiently upwardly so that when the plastic diaphragm attacks the seat provided on the bottom of the passage, the presser cone can descend relative to the nut 70 until the resilient counter-diaphragm 28 is firmly pressed against the inner surface of the plastic diaphragm 30.
As shown in the drawings, the bulging central part of the diaphragm consists of three parts. The first part 38a starts from the pinched peripheral pastie * 34 and is of substantially uniform thickness. The second part 38b starts from the first part and increases in thickness and the third part 60 is substantially thicker than the other two and forms the swollen tip.
The reason for this new conformation is to ensure that the rolling flexion of the diaphragm takes place in part 38a as shown in Fias * 4 and 5.
The outer surface of the bulging counter-diaphragm is shaped to conform to the shape of the inner surface of the diaphragm when the center-diaphragm has been advanced by the presser cone in contact with the diaphragm to close the valve.