專利名稱：沖水閥所用加強的膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)生間設(shè)施如小便池和抽水馬桶所用那種沖水閥，尤其是膜片型沖水閥。此類沖水閥在美國專利第5,332,192號中公開過，其內(nèi)容在此一并作為參考。尤要說明，本發(fā)明涉及一種帶有在幾何上漸進(jìn)相隔以便最大限度減小圓周應(yīng)力的加強環(huán)之改進(jìn)膜片。
旋轉(zhuǎn)容器中的圓周應(yīng)力是沿著旋轉(zhuǎn)軸心周圍一個平行的圓圈而生之應(yīng)力。沖水閥的膜片就屬這類受圓周應(yīng)力影響的裝置，該膜片實際為環(huán)紋(torus-shaped)膜片。根據(jù)靜力學(xué)方程式可以推導(dǎo)出，在大多數(shù)情況下，圓周應(yīng)力是三種主要應(yīng)力中最大的一種。另外，在環(huán)紋膜片中，最大圓周應(yīng)力朝向膜片中心。本發(fā)明所備之各加強環(huán)在膜片中心附近間隔較密，以便有較多有效載面面積承載負(fù)荷，從而減小膜片中心區(qū)的應(yīng)力。該膜片由過氧化處理的乙烯丙烯二烯單體材料制成。加強環(huán)使得這種材料的用量最小，同時膜片依然起作用。


圖1是顯示所述類型之沖水閥的側(cè)視圖，其中一部份為剖視圖。
圖2是本發(fā)明涉及的膜片之頂視平面圖。
圖3是沿圖2中線段3-3截取之剖面圖。
圖4是沿圖2中線段4-4截取后加以放大之剖面圖。
圖5是一個加強環(huán)細(xì)部放大圖。
由本申請的受讓人、位于伊利諾斯州富蘭克林帕克的斯隆閥門公司(Sloan Valve Company)制造的這種沖水閥，銷售時所用商標(biāo)為ROYAL牌，在圖1中，它顯示為包括帶有入口接頭12與出口接頭14的閥體10。膜片組件16包括一塊被內(nèi)蓋20將其周邊固定在閥體10上的膜片18。該膜片坐落在位于閥體10上端的肩形突部22上，被內(nèi)蓋20夾固在此位置。外蓋24被用螺栓上在閥體上以將內(nèi)蓋定位。
膜片組件16靠合在圓筒28上端所形成的閥座26上。該圓筒28形成連通閥座與出口14的管道。膜片組件16包括一個其向下延展之桿32帶著一可動套筒34的溢流閥30。設(shè)置套筒34是為了如常規(guī)操作此類公開的沖水閥而扳動手柄38時使活柱36觸動它。膜片組件的其他細(xì)節(jié)在美國專利第5,332,192號中說明過。
如本專業(yè)人員所知，此處公開的這類沖水閥要求空腔68中有壓力，以便讓膜片一直靠合在其支座26上。入口12處的水會流經(jīng)膜片組件中的旁通管40而到達(dá)空腔68，并會使膜片保持在圖示的靠合位置上。
在操作時，樞軸旋動手柄38就使活柱36觸動溢流閥的套筒34。于是，溢流閥傾斜，將空腔68中的壓力經(jīng)由膜片內(nèi)部而向下泄出。這樣，使得膜片從其支座上升起，推動膜片組件往上走，連通入口12與出口14。一旦閥門被操作過，旁通管小孔40就立即開始再向空腔68充壓。當(dāng)空腔壓力充足后，膜片組件會移動得靠合在其支座26上。當(dāng)膜片組件這么移動時它會扼節(jié)水流，且接著會完全阻斷入口與出口之間的水流。
現(xiàn)參看圖2至圖5，對本發(fā)明涉及之膜片18詳加說明。膜片為一基本呈盤狀的部件，它有一其中有中孔44穿通的基底部42、一斜角輻板46及一有凸緣50的圓周形平坦條帶部48。內(nèi)置的加強環(huán)52可如圖示模壓在基底部、條帶部及凸緣中。這些圓環(huán)最好為金屬制成，而膜片的其余部分為過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體(EPDM)制成。過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體會抗得住水中存在的氯胺。目前，此種材料的硫磺硫化形式還欠理想，但如果對其抗氯胺的性能已加改進(jìn)，則也可用硫磺硫化處理的乙烯丙烯二烯單體材料。乙烯丙烯二烯單體之硬度最好為70±5度的“A”級肖氏硬度，這樣，該材料即比天然橡膠硬，但比塑料軟。
輻板46的上表面有一組同心的加強環(huán)或加強肋54C-F，其下表面有相似的一組加強環(huán)54A-F。這些加強環(huán)模壓于輻板中與其成為一體，以便形成一些厚度加大的區(qū)域。這些加強環(huán)的間隔，在接近基底部42處比靠近條帶部48處要密一些。所以，例如像環(huán)56A、56B、56C彼此間隔，就比環(huán)56D、56E和56F的密一些。該間隔最好在幾何上是漸進(jìn)的。按上例方式但不僅限于此，一外徑(即凸緣50的外徑)為3.25英寸之膜片，其基底部外徑約為1.70英寸且厚度約為0.06英寸，此膜片上所裝之各環(huán)54則按下列方程式推算D＝0.0305N2－0.295N＋1.817上式中，D為以英寸計量的加強環(huán)直徑，N為從環(huán)1至環(huán)6中某一環(huán)之?dāng)?shù)目。較為理想的是，在輻板上下兩個表面均有約6個環(huán)，但由于擔(dān)心干擾膜片組件的其他部份，該上表面最靠里的兩個環(huán)須去除。顯然，從中心往外在幾何形狀上逐漸增大的其他方程式可能曾有人用過，但可能所用式子與以上多項式相近。有了按上列方程式推算而間隔排列的各環(huán)，它們就集中在膜片上負(fù)荷最大的區(qū)域，從而減小了圓周應(yīng)力，并使膜片以最小用量的材料而執(zhí)行其功能。
另一變量是環(huán)54與環(huán)56的有效載面面積。較大的環(huán)具有較多面積，從而圓周應(yīng)力較小。但是，也會增加所用像膠的整個用量。而本發(fā)明的總體目標(biāo)卻是以最小材料用量使膜片執(zhí)行其功能。就以上概述的膜片尺寸而言，業(yè)已發(fā)現(xiàn)宜用一種具有半圓形截面(見圖5)的環(huán)，其半徑約為0.008英寸，該環(huán)突出于輻板表面之上。該環(huán)與輻板表面之接合處半徑約為0.004英寸。另外，也可用其他尺寸的，本發(fā)明并不局限于所引述之特定尺寸。而且，加強環(huán)也可具有除圖示之半圓形截面之外的其他截面。
盡管本發(fā)明的一個推薦形式已加圖示及說明，但顯然可對其進(jìn)行各種修改和變化而并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)生間設(shè)施如小便池和抽水馬桶所用的膜片型沖水閥，包括帶有入口與出口的閥體、在該入口與出口之間的閥座，以及可移動得靠合在上述閥座位置上而阻斷該入口與出口之間的水流之閥構(gòu)件，該閥構(gòu)件包括一塊周邊貼合在上述閥體上的膜片，該膜片上形成若干加強環(huán)，這些加強環(huán)彼此的間隔在膜片內(nèi)部比在膜片周邊處要密一些。
2.如權(quán)利要求1所述的沖水閥，其特征在于各加強環(huán)的間隔是從膜片的內(nèi)部往周邊而在幾何形狀上逐漸加大的。
3.如權(quán)利要求1所述的沖水閥，其特征在于膜片由過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體制成。
4.如權(quán)利要求1所述的沖水閥，其特征在于膜片包括中心基底部、斜角輻板及周邊條帶部，各加強環(huán)形成于輻板上。
5.如權(quán)利要求1所述的沖水閥，其特征在于各加強環(huán)與膜片整體地形成。
6.在包括帶有入口與出口的閥體、介于該入口與出口之間的閥座，以及可移動得靠合在上述閥座位置上而阻斷該入口與出口之間的水流之閥構(gòu)件，且該閥構(gòu)件包括一塊周邊貼合在上述閥體上的膜片這樣一類沖水閥中，所作改進(jìn)包括膜片上形成若干加強環(huán)，這些加強環(huán)彼此的間隔在膜片內(nèi)部比在膜片周邊要密一此。
7.如權(quán)利要求6所述的沖水閥，其特征在于各加強環(huán)的間隔是從膜片的內(nèi)部往周邊而在幾何形狀上逐漸增大的。
8.如權(quán)利要求6所述的沖水閥，其特征在于膜片由過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體制成。
9.如權(quán)利要求6所述的沖水閥，其特征在于膜片包括中心基底部、斜角輻板及周邊條帶部，各加強環(huán)形成于輻板上。
10.如權(quán)利要求6所述的沖水閥，其特征在于各加強環(huán)與膜片合為一體地形成于其中。
全文摘要
沖水并所用膜片具有若干彼此間隔在膜片小直徑處比在大直徑處密些的同心加強環(huán)。這些加強環(huán)的間隔從膜片內(nèi)部往外部幾何形狀上逐漸增大，以便以最小材料用量最大限定地減小圓周應(yīng)力。
文檔編號E03D3/06GK1133377SQ9512086
公開日1996年10月16日 申請日期1995年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月19日
發(fā)明者約翰·F·懷特塞德 申請人:斯洛文閥門公司