MX2008011599A

MX2008011599A - Valvula de diafragma de una pieza de membrana doble.

Info

Publication number: MX2008011599A
Application number: MX2008011599A
Authority: MX
Inventors: Daniel Kuhnle; Stefan Pfund
Original assignee: Norgren Gmbh
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2009-02-10
Also published as: CN101405528A; WO2007104334A1; JP4879285B2; CN101405528B; EP1996850A1; JP2009529634A; US20100001223A1; EP1996850B1

Abstract

Se describe un diafragma de una pieza de membrana doble. El diafragma de membrana doble tiene una membrana superior de diafragma (308) y una membrana inferior de diafragma (310) unidas juntas a través de una sección central (312). La membrana superior de diafragma (308) es configurada para sellar contra la superficie superior de sellado (222) cuando el diafragma se encuentre en una primera posición. La membrana inferior de diafragma (310) es configurada para sellar contra la superficie inferior de sellado (224) cuando el diafragma se encuentre en una segunda posición. Un aro superior (318) podría ser unido con la membrana superior de diafragma (308) en donde el aro superior (318) es configurado para mantener la membrana superior de diafragma (308) dentro de la válvula. Un aro inferior (320) podría ser unido con la membrana inferior de diafragma (310), en donde el aro inferior (320) es configurado para mantener la membrana inferior de diafragma (320) dentro de la válvula. El diafragma también podría ser elaborado a partir de un material elástico y es configurado de tal modo que pueda crear una fuerza elástica que mantenga el diafragma en la posición por omisión en la válvula.

Description

VALVULA DE DIAFRAGMA DE UNA PIEZA DE MEMBRANA DOBLE Campo de la invención La invención se refiere al campo de las válvulas, y en particular, a una válvula mejorada de diafragma.

Antecedentes de la invención Normalmente, las válvulas de diafragma utilizan un diseño de diafragma de membrana doble. Comúnmente, los diseños de diafragma de membrana doble contienen una membrana superior de diafragma y una membrana inferior de diafragma unidas con un vástago central y mantenidas en el lugar por una parte superior e inferior de retención. El vástago central también podría ser fabricado a partir de un número de partes. Cada interconexión entre las distintas partes es un punto posible de escape o fuga para la válvula. El gran número de partes que se requiere para cada diafragma podría incrementar el costo de manufactura y el costo de inventario. Por lo tanto, existe la necesidad de que diafragma de membrana doble sea fabricado en una pieza.

Sumario de la invención Se describe un diafragma de una pieza de membrana doble. El diafragma de membrana doble tiene una membrana superior de diafragma y una membrana inferior de diafragma REF. 196160 unidas juntas por una sección central. La membrana superior de diafragma es configurada para sellar contra la superficie superior de sellado cuando el diafragma se encuentre en la primera posición. La membrana inferior de diafragma es configurada para sellar contra una superficie inferior de sellado cuando el diafragma se encuentre en la segunda posición. Un aro superior podría ser unido con la membrana superior de diafragma, en donde el aro superior es configurado para ayudar a mantener la membrana superior de diafragma en la válvula. Un aro inferior podría ser unido con la membrana inferior de diafragma en donde el aro inferior es configurado para ayudar a mantener la membrana inferior de diafragma en la válvula. El diafragma también podría ser elaborado a partir de un material elástico y es configurado de manera que pueda crear una fuerza elástica que mantenga el diafragma en una posición por omisión en la válvula.

Breve descripción de las figuras La Figura 1 es una vista en corte transversal de una válvula de diafragma 100 típica de la técnica anterior. La Figura 2 es una vista en corte isométrico de la válvula de diafragma 200 en una modalidad de ejemplo de la invención . Las Figuras 3a- 3C ilustran un diafragma 328 en una modalidad de ejemplo de la invención.

La Figura 4 es un diagrama de flujo para el ensamble de una válvula de diafragma en una modalidad de ejemplo de la invención .

Descripción detallada de la invención Las Figuras 2-4 y la siguiente descripción representan los ejemplos específicos que enseñan a aquellas personas expertas en la técnica cómo realizar y utilizar el mejor modo de la invención. Con el propósito de enseñar los principios inventivos, algunos aspectos convencionales han sido simplificados u omitidos. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán variaciones de estos ejemplos que caen dentro del alcance de la invención. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que las características descritas más adelante pueden ser combinadas en varias formas para configurar múltiples variaciones de la invención. Como resultado, la invención no se limita a los ejemplos específicos descritos más adelante, sino sólo por las reivindicaciones y sus equivalentes. La Figura 1 es una vista en corte transversal de una válvula de diafragma común 100. La válvula de diafragma 100 comprende una placa superior 102, una placa inferior 104, un cuerpo de válvula 106, un disco superior de diafragma 108, un disco inferior de diafragma 110, un anillo superior de retención 112 un anillo inferior de retención 114, un espaciador 116 , un carrete central 126 , una superficie superior de sellado 120 , una superficie inferior de sellado 118 , un orificio de entrada 122 y una descarga 124 . El montaje de diafragma está constituido de un disco superior de diafragma 108 , un disco inferior de diafragma 110 , un anillo superior de retención 112 , un anillo inferior de retención 114 , un espaciador 116 y un carrete central 126 . Las partes en el montaje de diafragma son generalmente circulares por naturaleza y son simétricas alrededor de la linea central AA. La placa superior 102 es unida con el cuerpo de válvula 106 capturando el disco superior de diafragma 108 en una separación entre la placa superior 102 y el cuerpo de válvula 106 . La placa inferior 104 es unida con el cuerpo de válvula 106 capturando el disco inferior de diafragma 110 en una separación entre la placa inferior 104 y el cuerpo de válvula 106 . Las superficies superior e inferior de sellado son de una naturaleza generalmente circular con cada superficie de sellado formada en un plano. Las superficies de sellado también podrían ser llamadas asientos de válvula. Los dos planos que contienen las dos superficies de sellado son generalmente paralelos entre sí. La válvula 100 se muestra en la posición desconectada o cerrada con el disco superior de diafragma 108 que hace contacto con la superficie superior de sellado 120 y que tiene una separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado 118 . La separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado es de una altura uniforme. En la posición cerrada, el fluido que proviene de un orificio de salida (no se muestra) se desplaza a través de la separación entre el disco inferior de diafragma 110 y la superficie inferior de sellado 118 y hacia afuera a través de la descarga 124 (como se muestra por la flecha E) . En la posición de conexión, la parte central del montaje de diafragma es desplazada hacia arriba, de manera que el disco inferior de diafragma 110 haga contacto con la superficie inferior de sellado 118 y que sea formada una separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado 120 . La separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado es de una altura uniforme. En la posición de conexión, el fluido se desplaza a partir del orificio de entrada 122 a través de la separación entre el disco superior de diafragma 108 y la superficie superior de sellado 120 , hacia un orificio de salida (no se muestra) . Los dos discos de diafragma se flexionan o deforman a medida que la parte central del montaje de diafragma es desplazada entre las posiciones abierta y cerrada. De manera general, existe una simetría radial en la deformación de los dos discos de diafragma. La simetría radial forma círculos concéntricos de deformación constante en los dos discos de diafragma. En distintas configuraciones de válvula, el orificio de entrada 122 podría ser utilizado como un puerto de escape y la descarga 124 podría ser utilizada como un orificio de entrada . La Figura 2 es una vista en corte isométrico de la válvula de diafragma 200 en una modalidad de ejemplo de la invención. La válvula de diafragma 200 comprende una placa superior 202 , una placa inferior 204 , un cuerpo de válvula 206 y un diafragma 228 . El diafragma 228 tiene una membrana superior de diafragma 208 , una membrana inferior de diafragma 210 , una sección central 212 , un aro superior 218 , un aro inferior 220 , un refuerzo superior 214 y un refuerzo inferior 216 . El diafragma 228 es fabricado como una pieza. En una de las modalidades de ejemplo, el diafragma 228 tiene una forma generalmente circular. En otra de las modalidades de la invención, el diafragma 228 podría ser de forma ovalada o rectangular. En una modalidad de ejemplo de la invención, el diafragma 228 es moldeado. En otra modalidad de ejemplo de la invención, el diafragma 228 es maquinado a partir de un bloque de material. El diafragma 228 es fabricado a partir de un material elástico o una combinación de materiales elásticos, por ejemplo, caucho, poliuretano, o similares. La membrana superior de diafragma 208 y la membrana inferior de diafragma 210 son unidas juntas a través de una sección central de diafragma 212 . En una modalidad de ejemplo de la invención, el diafragma 228 es simétrico con respecto al eje AA. El refuerzo superior 214 es formado en el lado superior de la membrana superior de diafragma y es configurado para robustecer la membrana superior de diafragma. El refuerzo inferior 216 es formado en el lado inferior de la membrana inferior de diafragma y es configurado para robustecer la membrana inferior de diafragma. Los refuerzos superior e inferior ( 214 y 216 ) no podrían ser necesarios y son opcionales . Una superficie superior de sellado 222 (también llamada asiento superior de válvula) y una superficie inferior de sellado 224 (también llamada asiento inferior de válvula) son formadas en el cuerpo de válvula 206 . En una modalidad de ejemplo de la invención, cada superficie de sellado o asiento de válvula es formado en un plano. La superficie superior de sellado 222 y la superficie inferior de sellado 224 rodean, de manera general, un orificio central 240 en el cuerpo de válvula 206 . En una modalidad de ejemplo de la invención, los planos que contienen los asientos superior e inferior de válvula son generalmente paralelos entre sí. En otra modalidad de ejemplo de la invención, los planos que contienen los asientos superior e inferior de válvula no son generalmente paralelos entre sí. La placa superior 202 es unida con el cuerpo de válvula 206 , capturando la membrana superior de diafragma 208 en la separación entre la placa superior 202 y el cuerpo de válvula 206 . La placa inferior 204 es unida con el cuerpo de válvula 206 , capturando la membrana inferior de diafragma 210 en una separación entre la placa inferior 204 y el cuerpo de válvula 206 . En una modalidad de ejemplo de la invención, la placa superior 202 y la placa inferior 204 son unidas con el cuerpo de válvula mediante soldadura de láser. Cualquier otro método de unión o acoplamiento podría ser utilizado para unir las placas superior e inferior con el cuerpo de válvula 204 . En una modalidad de ejemplo de la invención, el aro superior 218 es formado alrededor del borde exterior de la membrana superior de diafragma 208 y es configurado para colocarse en una ranura formada entre la placa superior 202 y el lado superior del cuerpo de válvula 206 . El aro superior 218 retiene la membrana superior de diafragma en el lugar y forma un sello entre el diafragma y la válvula. El aro inferior 220 es formado alrededor del borde exterior de la membrana inferior de diafragma 210 y es configurado para colocarse en una ranura formada entre la placa inferior 204 y el lado inferior del cuerpo de válvula 206 . El aro inferior 220 mantiene en el lugar la membrana inferior de diafragma y forma un sello entre el diafragma y la válvula. Los aros superior e inferior en las dos membranas de diafragma son opcionales. Otros métodos podrían ser utilizados para retener las membranas de diafragma en la válvula. Por ejemplo, una ranura o canal podría formarse en el borde exterior de la membrana de diafragma y un labio o cordón podría formarse sobre la placa superior que se coloca dentro de la ranura. En operación, el diafragma 228 se mueve entre dos posiciones, una posición superior y una posición inferior. De manera general, la deformación del diafragma 228 es simétrica en dirección radial alrededor del centro del diafragma 228 (ejes AA) . En la posición superior de diafragma (no se muestra) , la membrana inferior de diafragma 210 hace contacto y sella contra la superficie inferior de sellado 224 . La membrana superior de diafragma 208 es situada fuera de la superficie superior de sellado 222 , dejando una separación entre la membrana superior de diafragma 208 y la superficie superior de sellado 222 . En la posición inferior de diafragma, la membrana superior de diafragma 208 hace contacto y sella contra la superficie superior de sellado 222 . La membrana inferior de diafragma 210 es situada fuera de la superficie inferior de sellado 224 , dejando una separación entre la membrana inferior de diafragma 210 y la superficie inferior de sellado 224 . Normalmente, el diafragma 228 es movido entre la posición superior y la posición inferior utilizando una fuerza de activación creada por la presión de un fluido piloto (no se muestra) . El fluido piloto es introducido en la separación entre la membrana superior de diafragma 208 y la placa superior 202 para obligar a que el diafragma 228 se dirija hacia la posición inferior. El fluido piloto es introducido en la separación entre la membrana inferior de diafragma 210 y la placa inferior 204 para obligar a que el diafragma 228 se dirija hacia la posición superior. Cuando no exista fuerza de activación aplicada en otra área, el diafragma 228 podría ser configurado para colocarse a presión o regresar a la posición por omisión. El diafragma 228 podría ser configurado, de manera que la posición por omisión sea la posición superior de diafragma o la posición inferior de diafragma. En algunos casos, la fuerza elástica no podría ser suficientemente fuerte para regresar el diafragma a la posición por omisión, si el suministro de origen todavía estuviera activo. Comúnmente, el suministro de origen también es utilizado para el suministro de control, de modo que cuando no exista presión en la válvula, tanto el control como la fuente estarán inactivos y el diafragma regresará a la posición por omisión. El método utilizado para mover el diafragma entre las posiciones superior e inferior no es importante y otros métodos además del fluido piloto podrían ser utilizados, por ejemplo, un émbolo activado por una bobina y unido con el diafragma. En una modalidad de ejemplo de la invención, el diafragma 228 es elaborado a partir de un material elástico, por ejemplo, poliuretano. El material elástico permite que el diafragma 228 sea ensamblado en la válvula, de manera que el material elástico de diafragma y la forma del diafragma 228 que interactúan con el cierre de válvula, crean una fuerza elástica que regresa el diafragma 228 a la posición por omisión. En una modalidad de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma 208 tiene una forma de tazón o plato, de manera que cuando el diafragma sea instalado en la válvula, la membrana superior de diafragma obligue a que el diafragma se dirija a la posición inferior cuando no exista presión en la válvula. En otra modalidad de ejemplo de la invención, ambas de las membranas superior e inferior de diafragma tienen una forma de tazón o plato, de manera que cuando el diafragma sea instalado en la válvula, las dos membranas de diafragma obliguen a que el diafragma se dirija hacia la posición inferior. Las Figuras 3A-3C ilustran un diafragma 328 en una modalidad de ejemplo de la invención. La Figura 3a es una vista superior del diafragma 328, en una modalidad de ejemplo de la invención. La Figura 3b es una vista en corte AA de la vista superior Fig. 3A, en una modalidad de ejemplo de la invención. El diafragma 328 comprende la membrana superior de diafragma 308, la membrana inferior de diafragma 310, una sección central 312, el aro superior 318 y el aro inferior 320. En una modalidad de ejemplo, el diafragma 328 tiene una forma generalmente circular. En otras modalidades de ejemplo de la invención, el diafragma 3 28 podría ser de una forma ovalada o rectangular. Otras formas también son posibles. La membrana superior de diafragma 3 08 es unida con la membrana inferior de diafragma 310 mediante la sección central 312 que mantiene las dos membranas de diafragma en una relación separada. En una modalidad de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma es generalmente paralela con la membrana inferior de diafragma 310 . En otra modalidad de ejemplo de la invención, la membrana superior de diafragma no es paralela con la membrana inferior de diafragma 310 . En una modalidad de ejemplo de la invención, los aros superior e inferior tienen una forma generalmente circular. En otras modalidades de ejemplo de la invención, los aros podrían ser de una forma ovalada o rectangular. Los aros superior e inferior ( 318 y 32 0 ) son configurados para colocarse en una separación entre la placa superior y el cuerpo de válvula y la placa inferior y el cuerpo de válvula. Los aros ayudan a mantener el diafragma 328 en el lugar en la válvula y crean un sello entre el diafragma 328 y la válvula. Los aros superior e inferior en las dos membranas de diafragma son opcionales. Otros métodos podrían ser utilizados para retener las membranas de diafragma en la válvula. Por ejemplo, una ranura o canal podría formarse en el borde exterior de la membrana de diafragma y un labio o cordón podría formarse sobre la placa superior o en el cuerpo de válvula que se coloca dentro de la ranura. La membrana superior de diafragma 308 es acoplada con el aro superior 318 a lo largo del diámetro interior del aro superior 318. La membrana inferior de diafragma 310 es acoplada con el aro inferior 320 a lo largo del diámetro interior del aro inferior 320. El diafragma 328 es fabricado en una pieza. La membrana superior de diafragma 308 tiene un espesor t. La membrana superior de diafragma 308 tiene una forma de tazón o plato. El borde exterior de la membrana superior de diafragma 308 es formado en esencia en un plano mostrado como BB . La parte interior de la membrana superior de diafragma 308, en donde se une con la sección central 312, es formada en esencia en un plano como se muestra por CC . El plano CC es desplazado, aunque generalmente es paralelo al plano BB . El desplazamiento entre las áreas interior y exterior de la membrana superior de diafragma, el espesor de membrana de diafragma t y el material de diafragma generan la fuerza que regresa el montaje de diafragma a la primera posición o posición por omisión, cuando el montaje de diafragma sea instalado en la válvula. En una modalidad de ejemplo de la invención, la membrana inferior de diafragma también tiene una forma de plato o tazón que es alineada en la misma dirección que la forma de plato o tazón de la membrana superior de diafragma. En otras modalidades de ejemplo de la invención, la membrana inferior de diafragma podría ser de una forma plana o podría tener una forma de tazón que no sea alineada con la membrana superior de diafragma. La Figura 4 es un diagrama de flujo para el ensamble de una válvula de diafragma en una modalidad de ejemplo de la invención. En la etapa 402, la membrana superior de diafragma es comprimida. En la etapa 404 la membrana superior comprimida es introducida a través del orificio central en el cuerpo de válvula. En la etapa 406, es liberada la membrana superior de diafragma comprimida, de manera que el cuerpo de válvula sea capturado entre la membrana superior de diafragma y la membrana inferior de diafragma con la sección central del diafragma situada en el orificio central en el cuerpo de válvula. Cualquiera de la membrana superior de diafragma o la membrana inferior de diafragma puede ser comprimida e introducida a través del orificio central en el cuerpo de válvula. En la etapa opcional 408, un aro superior e inferior es asentado en la ranura superior e inferior, de manera respectiva, en donde las ranuras superior e inferior son formadas en la superficie superior e inferior del cuerpo de válvula. En la etapa 410, una placa superior es unida con la superficie superior del cuerpo de válvula reteniendo la membrana superior de diafragma entre la placa superior y el cuerpo de válvula. En la etapa 412, una placa inferior es unida con la superficie inferior del cuerpo de válvula reteniendo la membrana inferior de diafragma entre la placa inferior y el cuerpo de válvula. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una válvula de diafragma, caracterizada porque comprende : un diafragma configurado de modo que sea movido entre una primera y una segunda posiciones a lo largo de un eje de carrera, en donde el diafragma incluye una membrana superior de diafragma, una membrana inferior de diafragma, y una sección central entre la membrana superior de diafragma y la membrana inferior de diafragma que acopla la membrana superior de diafragma con la membrana inferior de diafragma y que mantiene la membrana superior de diafragma en una relación separada con la membrana inferior de diafragma, y en donde el diafragma es fabricado de una pieza.
2. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la membrana superior de diafragma es formada en esencia en un primer plano y la membrana inferior de diafragma es formada en esencia en un segundo plano y en donde el primer plano es paralelo al segundo plano.
3. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma es elaborado a partir de un material elástico y la membrana superior de diafragma tiene una forma de tazón que provoca que el diafragma regrese a una posición por omisión cuando sea instalado en la válvula de diafragma.
4. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la membrana inferior de diafragma tiene una forma de tazón que es alineada con la forma de tazón de la membrana superior de diafragma.
5. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque comprende: un cuerpo de válvula que forma una superficie superior de sellado y una superficie inferior de sellado; la membrana superior de diafragma es configurada para sellar contra la superficie superior de sellado cuando el diafragma se encuentra en la primera posición; la membrana inferior de diafragma es configurada para sellar contra la superficie inferior de sellado cuando el diafragma se encuentra en la segunda posición.
6. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque las superficies superior e inferior de sellado se encuentran entre la membrana superior de diafragma y la membrana inferior de diafragma .
7. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque comprende: una placa superior configurada de manera que sea unida con el lado superior del cuerpo de válvula, con lo cual, se captura la membrana superior de diafragma entre el cuerpo de válvula y la placa superior; una placa inferior configurada de manera que sea unida con el lado inferior del cuerpo de válvula, con lo cual, se captura la membrana inferior de diafragma entre el cuerpo de válvula y la placa inferior.
8. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque comprende: un aro superior unido y que rodea la membrana superior de diafragma; un aro inferior unido y que rodea la membrana inferior de diafragma.
9. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma tiene una forma esencialmente circular.
10. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma tiene una forma esencialmente ovalada.
11. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma tiene una forma esencialmente rectangular.
12. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de carrera es concéntrico con la línea central del diafragma.
13. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma es radialmente simétrico con respecto al eje de carrera.
14. La válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma es moldeado
15. Un método de ensamble de una válvula de diafragma, caracterizado porque comprende: comprimir una primera membrana de diafragma de un diafragma de una pieza; introducir la primera membrana comprimida de diafragma a través de un orificio central en un cuerpo de válvula; liberar la primera membrana de diafragma, de manera que el cuerpo de válvula sea capturado entre la primera membrana de diafragma y una segunda membrana de diafragma; acoplar una primera placa con el cuerpo de válvula en donde la primera membrana de diafragma sea mantenida entre la primera placa y el primer lado del cuerpo de válvula; acoplar una segunda placa con el cuerpo de válvula, en donde la segunda membrana de diafragma es mantenida entre la segunda placa y el segundo lado del cuerpo de válvula.
16. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la primera membrana de diafragma es una membrana superior de diafragma.
17. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la segunda membrana de diafragma es una membrana superior de diafragma.
18. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la primera placa es unida con el primer lado del cuerpo de válvula mediante soldadura láser.
19. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el diafragma es elaborado de un material elástico y es desviado hacia una primera posición mediante la interacción con el cuerpo de válvula y la primera placa.
20. El método de ensamble de una válvula de diafragma de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende : asentar un aro unido con la primera membrana de diafragma en una ranura formada en el primer lado del cuerpo de válvula antes de que la primera placa sea acoplada con el cuerpo de válvula, en donde la ranura rodea el orificio central; asentar un aro unido con la segunda membrana de diafragma en una ranura formada en el segundo lado del cuerpo de válvula antes de que la placa inferior sea unida en el cuerpo de válvula, en donde la ranura rodea el orificio central.