Кран-распределитель потоков

 

(72) Авторы нзобретення

1 -:.:;

В.И. Москаленко, Н.А. Макаров и .Й.:! Макаров... l ° >.

Специальное конструкторское -бюро биологического-- приборостроения АН СССР (21) Заявнтель (g4) KPAH"PAÑÏPEÄÅËÈÒÅËÜ ПОТОКОВ

Изобретение относится к средствам автоматики и может быть исполь. зовано, в частности, в хроматогра- фии. Известен кран-распределитель газовых потоков для хроматографов,со5 держащий основание с распределительными каналами, шток и привод што-, ка 511.Недостатком этого крана является

1О возможность его использования только при низких давлениях распределяемого потока, так как это давление воздействует на мембрану привода и ограничивается ее прочностными характеристиками.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кран-распределитель потоков, содержащий основание с распределительными каналами, корпус с полостью,мембрану, закрепленную между корпусом и основанием, шток и привод штока.

Давление распределяемого потока воспринимается мембраной, закрепленной между основанием и корпусом, диаметр ее практически равен диаметру штока, перекрывающего отверстия распределительных каналов (21.

Недостатком этого крана является снижение его надежности при эксплуатации в области максимально допустимых давлений распределяемого потока, исходя из допустимой разрывной силы, воспринимаемой мембраной.Это объясняется тем, что для перекрытия потока с более высоким давлением требуется увеличение удельного давления на мембрану со стороны штока, в результате чего материал мембраны, не встречая противодействия в зоне отверстий распределительных каналов, затекает в них, что приводит к частому залипанию мембраны при открытии крана. При дальнейшем увеличении удельного давления на мембрану со стороны штока происходит прогрессирующее разрушение материала мем0522

3 92 браны на кромках отверстий распределительных каналов. При использовании двойной мембраны (для обеспечения химической стойкости крана}, состоящей из мембранного полотна и фторопластовой пленки, последняя разрушается даже при более низких давлениях.

Кроме того, в данном кране сила, необходимая для перекрытия потока, величина которой зависит от площади мембраны, охватывающей два отверстия распределительных каналов, весьма велика, что приводит к увеличению габаритов привода и крана в целом.

Цель изобретения — увеличение верхней границы диапазона давлений распределяемого потока и уменьшение габаритов крана.

Указанная цель достигается тем,. что краи, содержащий основание с распределительными каналами, корпус с полостью, мембрану, закрепленную между корпусом и основанием, шток и привод штока, снабжен толкателем, установленным в полости корпуса между мембраной и штоком, в корпусе над мембраной выполнена канавка, соединенная с полостью корпуса, первый распределительный канал выполнен соосно полости корпуса, а второй распределительный канал выполнен под канавкой корпуса, в торце толкателя, обращенном к мембране, выполнена лунка, соединенная каналом с полостью корпуса, причем диаметр и глубина лунки определяются соотношениями

Йп = (1 05 - 2) йкам, hï (0,25 - 0,5) Йкан, где Дп и Ьп - диаметр и глубина лунки соответственно;

dggq - диаметр распределительного канала.

На чертеже показана схема кранараспределителя потоков.

Кран содержит основание 1 с первым распределительным каналом 2 и вторым распределительным каналом 3, корпус 4 с полостью 5, мембрану 6, шток 7, подпружиненный привод штока.

8, толкатель 9, канавку 10, выполненную в корпусе 4,лунку 11 и канал

12, выполненные в толкателе 9,и ограничитель 13, выполненный в корпусе 4;

Кран работает следующим образом.

При отсутствии управляющего сигнала привод 8. через шток 7 и толкатель 9 прижимает мембрану 6 к основа. нию 1, перекрывая первый распределительный канал 2. При этом материал мембраны 6, не испытывая прижимающего усилия в зоне лунки 11 толкателя 9, не затекает в канал 2. Более того, под действием давления распределительного потока мембрана выгибается в сторону лунки 11 и прижимается к ее поверхности, которая и воспринимает это давление, ограничивая напряжения мембраны в допустимых пределах, от давления распределяемого потока. Для того, чтобы под лункой 11 толкателя 9 не образовался замкнутый объем воздуха, который сможет передать мембране 6 прижимающее усилие толкателя 9 в зоне отверстия распределительного ка; нала 2, воздух из лунки отводится через канал 12 в полость корпуса 5, l у причем диаметр канала 12 выполняется значительно меньшего размера, чем диаметр распределительного канала 2, что практически снимает возмаЖность разрушения мембраны на кромках отверстия канала 12. При подаче управляющего сигнала на привод 8 шток 7 перемещается вверх, освобождая толкатель 9. Толкатель 9 и мембрана 6 перемещаются под действием давления распределяемого потока, и первый распределительный канал 2 открывается, после чего распределяемый поток поднимает мембрану под канавкой 10, выполненной в корпусе 4, и проходит во второй канал

3, причем величина прогиба мембраны

6 под толкателем 9 и под канавкой

10 ограничивается. Под толкателем 9 величина прогиба определяется перемещением толкателя 9, ограниченным ограничителем 13, а под канавкой

10 - глубиной этой канавки, причем величина прогиба выбирается таким образом, чтобы обеспечить необходимый проток и ограничить деформацию

S0 мембраны, а следовательно, и напряжений в ней в допустимых пределах.

Эффективность предлагаемого изобретения определяется уменьшением эксплуатационных затрат .за счет увеличения надежности крана.

Формула изобретения

Кран-распределитель потоков,содержащий основание с распределитель920522 6 ная каналом с полостью корпуса, причем диаметр и глубина лунки определяются соотношениями с4 = (1,05 - 2) деви (0 25 0 5) данаи, 8

3

5. б

13 2

Q3

Ij.

Составитель H. Ланин

Редактор Н.,Ромжа Техред М. Рейвес Корректор Н. Стец

Тираж 883 : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2327/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ными каналами, корпус с полостью, мембрану, закрепленную между корпусом и основанием, шток и подпружиненный привод штока, о т л и ч а ю" шийся тем, что, с целью увеличения верхней границы диапазона давлений распределяемого потока и уменьшения габаритов крана, он снабжен толкателем, установленным в полости корпуса между мембраной и штоком, в корпусе над.мембраной выполнена канавка, соединенная с полостью корпуса, первый распределительный канал выполнен соосно полости корпуса, а второй распределительный канал расположен под канавкой, в торце толкателя, обращенном к мембране, выполнена лунка, соединенЪ где д«и - диаметр распределительного канала;

d — диаметр лунки;

h„ глубина лунки.

Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1з N 177151, кл. G 01 N 31/08 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

ФГ 601612, кл. G О1 N 31/08, 1,976 (прототип).