МЕМБРАНА АРМИРОВАННАЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к мембране армированной, предназначенной для запорной арматуры, работающей в агрессивных средах.
В настоящее время мембраны изготавливают из эластомеров, армированных эластомеров или пластмасс в основном из политетрафторэтилена (фторопласта), реже из сополимеров политетрафторэтилена, при этом у каждого из рассматриваемых материалов есть свои преимущества и недостатки (см. Имбрицкий М.И. «Справочник по трубопроводам и арматуре химических цехов электростанций», Москва, из-во «Энергия», 1974 г. стр.40)
Мембрана, изготовленная из политетрафторэтилена, обеспечивает возможность эксплуатировать запорную арматуру практически с любым типом среды при температурах до 150°C и давлениях до 0,6 МПа.
Политетрафторэтилен обладает уникальной химической стойкостью и термостойкостью до 250°C, но ему присуща ползучесть и низкая прочность даже при небольших нагрузках, что приводят к необходимости увеличивать толщину мембраны.
При увеличении толщины мембраны растет ее жесткость, что вызывает высокие напряжения в мембране при ее перестановке из одного положения в другое и снижение ресурса из-за разрывов мембраны или вырывания штуцера из тела мембраны при повторении циклов «открыто-закрыто». Большая толщина, обусловленная невысокой прочностью политетрафторэтилена, приводит к низкой величине предела выносливости, а отсюда долговечность не превышает 100 циклов до разрушения.
Сополимеры фторопласта при лучшей технологичности дороги и также обладают невысокой прочностью и повышенной жесткостью, что обусловливает аналогичные проблемы мембранам.
Известна мембрана, принятая в качестве прототипа, корпус которой выполнен из армированного эластичного материала в виде части сферы с местами для ее крепления по периметру (см. описание свидетельства на полезную модель Российской Федерации №5251 МПК G01F 15/16 опубл. 16.10.1997).
Известная мембрана выполнена из армированной резиновой смеси на основе каучуков общего назначения, а в качестве армирующего материала использованы отрезки синтетических волокон длиной 5-15 мм в количестве 5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.
Синтетические волокна вводят равномерными частями в резиновую смесь и подвергают смешению с нею в течение 5-15 мин.
Мембраны резиновые армированные, в силу высокой эластичности и низкой жесткости, имеют большие ресурсы, однако невысокая химическая стойкость и теплостойкость не позволяют использовать их в сильно агрессивных средах и при высоких температурах, что является основным их недостатком.
Кроме того, армирование отрезками волокон не обеспечивает прочности, сравнимой с прочностью изделий, армированных тканью или непрерывными волокнами.
Технической задачей полезной модели является улучшение технических (эксплуатационных) характеристик мембраны, увеличивающих срок службы запорной арматуры.
Техническая задача решается тем, что предлагаемая мембрана армированная, выполнена из армированного эластичного материала со средней частью в виде полусферы и с местами для ее крепления по периметру, при этом в качестве эластичного материала использован фторопласт, а в качестве армирующего материала использована стеклоткань.
Изготовление мембраны из фторопласта, армированного стеклотканью плотностью 50-ЮОтекс, позволяет оптимизировать ее конструкцию, а именно, изменить ее толщину и радиус кривизны сферы и одновременно усилить места крепления ее по месту эксплуатации.
Мембрана армированная иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена схема прямоточного вентиля с рабочим элементом - мембраной армированной; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
В запорной арматуре используют мембраны, корпус 1 которой выполнен со средней частью в виде полусферы. Корпус 1 снабжен по периметру отверстиями 2 для его крепления в прямоточном вентиле. Корпус 1 снабжен штуцером 3 с резьбой, закрепленным для соединения со штоком 4 прямоточного вентиля.
Армирование фторопласта осуществляют путем запрессовки стеклоткани между слоями фторопласта.
За счет армирования фторопласта стеклотканью достигается увеличение предела текучести материала в 4-5 раз - с 10 до 50 МПа, устраняется ползучесть под нагрузкой, за счет чего растет допускаемая температура эксплуатации до 250°C и давление до 1,5 МПа. Одновременно повышение прочности позволяет снизить толщину мембраны в 1.5-2 раза и тем самым увеличить ресурс до 1500 циклов «открыто-закрыто».
Рабочий ход мембраны осуществляют путем перестановки корпуса 1 из одного положения в другое, посредством вытягивания или вдавливания за штуцер 3, присоединенный к штоку 4, до взаимодействия полусферы корпуса 1 с седлом 5 прямоточного вентиля.
Шток 4 совершает возвратно-поступательное движение за счет вращения рукоятки 6 оператором или исполнительным механизмом, и перемещает штуцер 3.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает технический результат в части существенного повышения рабочих характеристик мембраны армированной без существенного изменения конструкции запорной арматуры, и соответственно снижения издержек, то есть, не меняя значительно ее стоимость и экономические характеристики.