Мембрана, клапанний вузол, який містить цю мембрану, і барило з горловиною, яке містить цей вузол

1. Мембрана для використання в клапанному вузлі, який містить корпус (5) з зовнішнім периферичним сідлом (17) клапана, що оточує канал (16) клапана, і чашоподібну основу (6), яка щільно зчіплюється з корпусом, зазначена мембрана містить: (a) щонайменше одну ущільнюючу частину (24а), яка придатна для герметичної установки периферичного сідла (17) клапана; зазначена ущільнююча частина містить центральний отвір (25), який лежить напроти каналу (16) клапана, і (b) фіксуючу частину (24b), яка придатна для фіксації зазначеної мембрани до основи (6) зазначеного клапанного вузла, (c) гнучку частину (24с), яка з'єднує фіксуючу частину (24b) і щонайменше одну ущільнюючу частину (24а), причому ущільнююча частина (24а) містить жорстку кільцеву структуру (26). C2 2 (19) 1 3 В даний час, клапанні вузли, які використовуються для пивних бочок, можуть бути віднесені до двох головних типів. Перший тип, так званий тип A(lumasc), описаний, наприклад, в публікації WO 0020326, який включає циліндричний корпус і циліндричну чашоподібну основу, що з'єднана з відкритим днищем корпуса. Верхня частина корпусу має звернений всередину кільцевий ободок, який визначає зовнішнє периферичне сідло отвору клапана, а в циліндричній боковій стінці корпусу передбачено кілька отворів. Чашоподібна основа має центральний патрубок, що відходить вверх і вниз від основи. Шток клапана з'єднаний з верхньою частиною патрубка. Цей шток клапана є трубчастим елементом, оснащеним ковпачком на одному кінці і низкою отворів в трубчастій боковій стінці, прилеглій до ковпачка. Шток клапана частково виходить за межі патрубка, так що вказана низка отворів є вільною. Ковпачок штоку клапана має звернений назовні кільцевий ободок, який визначає внутрішнє периферичне сідло клапана, розміщене в тій самій площині, що й зовнішнє периферичне сідло клапана. Клапанний вузол містить елемент у вигляді круглої тарілки з пружного матеріалу, коаксіальної зі штоком клапана, яка притискується до сідел клапана пружиною, розміщеною у корпусі клапана. У такий спосіб кругла тарілка перекриває отвір клапана у закритому положенні. Щоб відкрити отвір клапана, розподільна трубка має, долаючи опір пружини, відтиснути круглу тарілку клапана поза низку отворів у штоку клапана. В такому відкритому положенні розподільна трубка, елемент клапана і патрубок відокремлюють внутрішній і зовнішній канали для рідини. Другий тип клапанів загалом називають S(ankey) типом; він описаний, наприклад, в публікації GB 1549733. Клапани S-типу містять циліндричний корпус і чашоподібну основу, яка рухливо з ним з'єднана. Верхня частина корпусу має звернений всередину ободок, який визначає зовнішнє периферичне сідло отвору клапана, а основа корпуса має звернений всередину фланець, що визначає канал, в якому на ковзній посадці змонтована чашоподібна основа, що перекриває канал клапана. Чашоподібна основа містить трубчастий елемент зі щонайменше однією зміною діаметра, що утворюється уступом на його бокових стінках. В своїй верхній частині чашоподібна основа має звернений назовні фланець з прокладкою. Чашоподібна основа знаходиться під дією пружини, розміщеної між основою корпусу і фланцем на верхній частині чашоподібної основи, яка притискає прокладку до зовнішнього периферичного сідла клапана, перекриваючи зовнішній канал для рідини. В чашоподібній основі передбачено заглушку, яка звичайно складається з цільного дископодібного тіла з периферичним поперечним фланцем. Зовнішній периферичний край заглушки клапана визначає внутрішнє периферичне сідло клапана. 96619 4 Друга пружина знаходиться між заглушкою клапана і уступом чашоподібної основи, притискає заглушку клапана до внутрішнього сідла клапана і перекриває внутрішній канал для рідини. Недоліком клапанних вузлів типу А є те, що загальна конструкція з патрубком і чашоподібною основою обумовлює використання великої кількості матеріалу, що робить клапани цього типу важкими і дорогими. Ще один недолік клапанних вузлів типу А полягає в тому, що вони передбачають ковзне ущільнення з боку патрубку, тоді як контакт між обома деталями є суттєвим для ізоляції двох каналів для рідини між собою. Недоліком клапанних вузлів типу S є використання двох пружин, що робить клапани цього типу досить дорогими, як з точки зору вартості матеріалу, так і з точки зору вартості складання. Більш того, та обставина, що чашоподібна основа є рухливою по відношенню до корпусу клапана, робить складання клапанних вузлів цього типу досить складним. В публікації ЕР 0225035 описана альтернативна конструкція, в якій пружини замінені еластомерними матеріалами. Однак запропонована конструкція є досить складною, і чашоподібна основа залишається змонтованою в корпусі клапана на ковзній посадці, так що складність і дорожнеча притаманні і цій конструкції клапанного вузла. Задачею даного винаходу є подолання вищеозначених недоліків і створення такої конструкції клапанного вузла, яка була б більш легкою у виробництві і більш надійною у використанні. Даний винахід досягає поставленої задачі шляхом використання у клапанному вузлі мембрани, яка складається з щонайменше однієї частини для ущільнення і частини для фіксації, причому вказана частина для фіксації і щонайменше одна частина для ущільнення з'єднані гнучкою частиною. Як далі буде описано більш докладно, використання такої конструкції дозволяє досягти надійного розділення між каналами для рідини, як для клапанних вузлів типу А, так і для клапанних вузлів типу S, завдячуючи тому, що мембрана функціонує як ущільнення, що є жорстко фіксованим до патрубка чи чашоподібної основи. Іншою перевагою мембрани є те, що її конструкція дозволяє зменшити кількість матеріалу, необхідного для виготовлення клапанного вузла, і тим самим знизити його вартість. Ще одна перевага полягає в тому, що в клапанних вузлах типу S чашоподібна основа може бути жорстко фіксованою до корпусу і достатньо використання однієї пружини, що знижує як вартість матеріалу, так і вартість складання, при підвищенні надійності конструкції. Даний винахід стосується також клапанного вузла, що містить мембрану, як визначено вище, а також барилець, зокрема пивних барилець, що містять клапанний вузол, конструкція якого включає таку мембрану. Щоб краще показати характерні особливості даного винаходу, далі буде представлений докладний опис одного кращого варіанту його здійснен 5 ня в якості не більше, ніж прикладу, без обмеження об'єму винаходу і з посиланням на пояснюючі малюнки, на яких представлено: На Фіг. 1 - частковий вид барильця з горловиною, оснащеною клапанним вузлом типу S; На Фіг. 2 - те саме з просторовим розділенням деталей; На Фіг. 3 - подальше просторове розділення деталей, показаних на Фіг. 2; На Фіг. 4 - поперечний розріз по лінії IV-IV на Фіг. 1; На Фіг. 5 і 6 - поперечні розрізи інших конструкцій клапанних вузлів за цим винаходом. На Фіг. 1 представлене барильце 1, наприклад пивне барильце, що має горловину 2, оснащену клапанним вузлом 3 у відповідності до даного винаходу. У варіанті здійснення, показаному на Фіг. 1-4, клапанний вузол 3 у відповідності до даного винаходу має конструкцію клапанного вузла типу S і включає штуцер 4, корпус 5 і чашоподібну основу 6. В даному варіанті здійснення штуцер 4, який в цьому випадку є кільцевим, складається з двох півкілець 4а і 4b, кожне з яких має шийку 7, оснащену в своїй верхній частині виступаючим всередину і назовні фланцем 8, а в нижній частині фланцем 9, зверненим всередину. В проміжку між верхнім і нижнім фланцями передбачено фланець 10, виступаючий назовні. Корпус 5, який в цьому випадку є циліндричним, включає циліндричну стінку 11 з низкою отворів 12 і вікнами 13 для фіксації. В своїй верхній частині циліндрична стінка 11 має виступаючий назовні фланець 14 і звернений всередину обід 15, що визначає канал 16 клапана і зовнішнє периферичне сідло 17 клапана. Чашоподібна основа 6, яка в даному варіанті здійснення є циліндричною, включає кільцеву основу 18 і циліндричну стінку 19 на ній. В цій основі передбачений центральний отвір 20. Трубка 21, яка проходить в напрямку від циліндричної стінки 19 чашоподібної основи 6, переважно фіксується до країв вказаного отвору 20. В даному варіанті здійснення циліндрична стінка 19 оснащена низкою виступів 22 і канавкою 23, в цьому випадку кільцевою канавкою 23, розміщеною біля вільного кінця на зовнішній поверхні стінки 19. Слід відмітити, що штуцер 4, корпус 5 і чашоподібна основа можуть бути виготовлені з термопластичного матеріалу, такого як ПЕТ (поліетилентерефталат) чи ПЕН (поліетиленнафталат). Виготовлення, всіх цих компонентів з того самого чи подібного матеріалу сприяє утилізації клапанного вузла. У відповідності до даного винаходу мембрана 24 фіксується до чашоподібної основи 6 і містить щонайменше одну частину 24а для ущільнення, частину 24b для фіксації і гнучку частину 24с, що з'єднує частину 24а для ущільнення з частиною 24b для фіксації. Мембрану 24 переважно виготовляють з елас™ томерного матеріалу, такого як наприклад Hytrel ® (Du Pont) чи Dryflex (VTC ТРЕ Group). 96619 6 Мембрана загалом має циліндричну форму, утворюючи центральний отвір 25 клапанноговузла. Частина 24а для ущільнення переважно включає жорстку кільцеву структуру 26, внутрішній периферичний діаметр якої є меншим, ніж внутрішній периферичний діаметр отвору 16 клапана, а зовнішній периферичний діаметр більший, ніж діаметр отвору 16 клапана. Ця жорстка структура 26 щонайменше частково формується накладанням еластомерного матеріалу мембрани 24. В цьому випадку такі частини розміщують як зверху (26а), так і знизу (26b) жорсткої структури 26. На зовнішньому периметрі частини мембрани, що ущільнюється, мембрана виступає назовні у вигляді гнучкої частини 24с, яка в цьому випадку формується з цільного листа, такого як кільцеподібний лист еластомерного матеріалу. Суттєвим для даного винаходу є те, що ця частина мембрани є гнучкою. Яким чином досягається ця гнучкість, є менш важливим, і можна відмітити, що такої гнучкості можна досягти за рахунок використання гофрованого матеріалу чи будьякого іншого. У випадку двоканального клапанного вузла ця гнучка частина має бути суцільною, оскільки вона є частиною відокремлення двох каналів клапанного вузла. Дійсно, мембрану можна розглядати як частину чашоподібної основи 6, в якій перший внутрішній канал для рідини утворений всередині цієї основи 6 і в якій другий зовнішній канал для рідини утворений в корпусі 5 клапанного вузла, але ззовні основи 6. Частина 24b для фіксації передбачена на зовнішньому периметрі гнучкої частини 24с і переважно включає засоби для фіксації, які в цьому випадку утворені уступом 27, від якого мембрана 24 відходить у приблизно поздовжньому напрямку по відношенню до її кільцевої конструкції. На своєму вільному кінці мембрана 24 має звернений всередину обід 28, який може входити у раніше згадувану канавку 23 в чашоподібній основі 6, забезпечуючи фіксацію мембрани до основи 6. Як можна бачити на Фіг. 4, мембрана 24 і чашоподібна основа 6 утворюють простір 29, в якому знаходяться заглушка 30 і пружина 31. Заглушка 30 переважно складається з цільного дископодібного тіла 30а з периферичним поперечним фланцем 30b. Дископодібне тіло 30а визначає внутрішнє периферичне сідло клапана і має діаметр, який переважно є більшим, ніж внутрішній діаметр жорсткої кільцевої структури 26 мембрани 24. Пружина 31, яку переважно виготовляють з нержавіючої сталі, встановлена між частиною 18 основи і заглушкою 30 клапана для притискання заглушки 30 чи внутрішнього сідла клапана до частини 24а, що ущільнюється, мембрани 24. У складеному стані чашоподібна основа 6 фіксується в корпусі 5 за допомогою виступів 22 чашоподібної основи 6, які заходять в отвори 13 в корпусі 5, так що основа 6 жорстко фіксується до корпусу 5. Слід відмітити, що розміри чашоподібної основи 6 і корпусу 5 є такими, що стінка 11 і стінка 19 чашоподібної основи 6 тісно контактують, так що 7 частина 24b для фіксації мембрани 24 затискується між стінками 11 і 19. Сам корпус 5 фіксується між виступаючими всередину фланцями 8 і 9 кільцевого штуцера 4, який, в свою чергу, може фіксуватись до горловини 2 барильця 1. В цьому випадку кільцевий штуцер 4 і, зокрема, його фланець 10 приварюються лазером до горловини, хоча фіксація може здійснюватись також за допомогою різьбового з'єднання. Такі способи фіксації є загальновідомими для спеціалістів в цій галузі і більш докладно описуватись не будуть. Робота клапанного вузла 24 є простою і здійснюється наступним чином. В неробочому стані клапанний вузол знаходиться в закритому положенні. Дійсно, в неробочому положенні заглушка 30 клапана притиснена до частини 24а, що ущільнюється, мембрани 24, яка, в свою чергу, притиснена до зовнішнього периферичного сідла 17 клапана, щільно перекриваючи отвір клапана. Щоб відкрити отвір клапана, пристрій для розливу щільно приєднують до горловини барильця 1, так що трубка, встановлена в пристрої для розливу на ковзній посадці, виявляється розміщеною своїм кінцем в центральному положенні перед отвором 16 клапана. Відомі на даний час трубки для розливу для клапанних вузлів типу S мають ущільнюючий уступ на певній відстані від свого кінця. При переміщенні трубки у напрямку клапана її кінець взаємодіє із заглушкою 30 і стискає пружину 31, тоді як її уступ ущільнюється на частині 24а мембрани 24. У такий спосіб створюється перший зовнішній канал клапана, який визначається зовнішньою поверхнею трубки для розливу, зовнішньою поверхнею мембрани 24 і внутрішньою поверхнею корпуса 5. Цей зовнішній канал має доступ до барильця 1 через вищезгадану низку отворів 12 в корпусі 5 клапанного вузла. Другий внутрішній канал клапана визначається внутрішньою поверхнею трубки для розливу, внутрішньою поверхнею мембрани 24 і внутрішньою стінкою чашоподібної основи 6. В разі пивних барилець внутрішній канал клапана традиційно призначається для видачі пива з барильця 1, тоді як зовнішній канал використовується для подачі в барильце 1 стисненого газу з метою витискання пива. Коли трубка для розливу видаляється, заглушка 30 під дією пружини 31 повертається в закрите положення, тим самим примушуючи ущільнюючу частину 24а мембрани 24 зімкнутись із зовнішнім периферичним сідлом 17 клапана і перекрити отвір 16 клапанного вузла. На Фіг. 5 представлено альтернативну конструкцію клапанного вузла у відповідності до даного винаходу. Цей варіант призначений для клапанних вузлів типу А. Різниця полягає в тому, що заглушку 30 клапана замінено на шток 32 клапана, який сидить в чашоподібній основі 6 і який має ковпачок 33. Цей ковпачок 33 має звернений назовні кільцевий ободок 34, який визначає внутрішнє периферичне 96619 8 сідло клапана, копланарне з зовнішнім периферичним сідлом 17. Загальна конструкція мембрани 24 відповідає мембрані за даним винаходом, призначеній для клапанного вузла типу S. Однак у відношенні ущільнюючої частини 24а мембрани 24 має бути ясно, що, оскільки в клапанних вузлах типу А внутрішнє і зовнішнє периферичні сідла клапана є копланарними, конструкція жорсткої кільцевої структури 26 потребує відповідної адаптації. У варіанті здійснення даного винаходу, представленому на Фіг. 5, чашоподібна основа 6 має зовнішній діаметр, значно менший ніж внутрішній діаметр корпусу 5, який виготовлений як одне ціле з кільцевим штуцером. Хоча це тільки одна опція конструкції, вищезгадана характеристика відбивається на фіксації мембрани до чашоподібної основи 6. Дійсно, в цьому варіанті здійснення фіксуюча частина 24b мембрани 24 не може бути затисненою між стінками 11 і 19 відповідно корпусу 5 і чашоподібної основи 6. Отже, може бути застосоване затискне кільце (не показане). Має бути очевидним, що в клапанних вузлах обох типів А і S фіксація мембрани 24 може здійснюватись численними способами, такими як зварювання чи приклеювання її фіксуючої частини 24b до чашоподібної основи 6. На Фіг. 6 представлений інший варіант клапанного вузла типу S за цим винаходом. Цей тип клапанного вузла, який можна класифікувати як підтип G, відрізняється від клапанного вузла, представленого на Фіг. 1-4, тим, що частина корпусу 5, яка звичайно входить в кільцевий штуцер 4, сконструйована такою, щоб входити безпосередньо в горловину 2 барильця 1. Заглушку 30 клапана також дещо змінено, але ці зміни жодним чином не порушують функціонування клапанного вузла, як не впливають і на взаємодію заглушки 30 клапана з мембраною 24. Має бути очевидним, що даний винахід жодною мірою не обмежується описаними тут кращими варіантами здійснення мембрани чи клапанного вузла, а, навпаки, може бути втілений в численних варіантах в межах об'єму цього винаходу. Позначення: 1. Барильце 2. Горловина 3. Клапанний вузол 4. Кільцевий штуцер a. напівкруглий профіль b. напівкруглий профіль 5. Корпус 6. Чашоподібна основа 7. Напівциліндрична пластина 8. Фланець 9. Фланець 10. Фланець 11. Стінка 12. Отвори 13. Вікна 14. Фланець 15. Ободок 16. Канал клапана 9 17. Зовнішнє сідло клапана 18. Кільцева частина основи 19. Стінка 20. Отвір 21. Трубка 22. Виступи 23. Канавка 24. Мембрана a. ущільнююча частина b. фіксуюча частина c. гнучка частина 25. Отвір 96619 10 26. Жорстка кільцева структура 27. Уступ 28. Ободок 29. Простір 30. Заглушка клапана a. тіло b. фланець 31. Пружина 32. Шток клапана 33. Ковпачок 34. Ободок / внутрішнє периферичне сідло клапана 11 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 96619 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601