冲水阀所用加强的膜片 本发明涉及卫生间设施如小便池和抽水马桶所用那种冲水阀，尤其是膜片型冲水阀。此类冲水阀在美国专利第5,332,192号中公开过，其内容在此一并作为参考。尤要说明，本发明涉及一种带有在几何上渐进相隔以便最大限度减小圆周应力的加强环之改进膜片。
旋转容器中的圆周应力是沿着旋转轴心周围一个平行的圆圈而生之应力。冲水阀的膜片就属这类受圆周应力影响的装置，该膜片实际为环纹(torus-shaped)膜片。根据静力学方程式可以推导出，在大多数情况下，圆周应力是三种主要应力中最大的一种。另外，在环纹膜片中，最大圆周应力朝向膜片中心。本发明所备之各加强环在膜片中心附近间隔较密，以便有较多有效载面面积承载负荷，从而减小膜片中心区的应力。该膜片由过氧化处理的乙烯丙烯二烯单体材料制成。加强环使得这种材料的用量最小，同时膜片依然起作用。
图1是显示所述类型之冲水阀的侧视图，其中一部份为剖视图。
图2是本发明涉及的膜片之顶视平面图。
图3是沿图2中线段3-3截取之剖面图。
图4是沿图2中线段4-4截取后加以放大之剖面图。
图5是一个加强环细部放大图。
由本申请的受让人、位于伊利诺斯州富兰克林帕克的斯隆阀门公司(Sloan Valve Company)制造的这种冲水阀，销售时所用商标为ROYAL牌，在图1中，它显示为包括带有入口接头12与出口接头14的阀体10。膜片组件16包括一块被内盖20将其周边固定在阀体10上的膜片18。该膜片坐落在位于阀体10上端的肩形突部22上，被内盖20夹固在此位置。外盖24被用螺栓上在阀体上以将内盖定位。
膜片组件16靠合在圆筒28上端所形成的阀座26上。该圆筒28形成连通阀座与出口14的管道。膜片组件16包括一个其向下延展之杆32带着一可动套筒34的溢流阀30。设置套筒34是为了如常规操作此类公开的冲水阀而扳动手柄38时使活柱36触动它。膜片组件的其他细节在美国专利第5,332,192号中说明过。
如本专业人员所知，此处公开的这类冲水阀要求空腔68中有压力，以便让膜片一直靠合在其支座26上。入口12处的水会流经膜片组件中的旁通管40而到达空腔68，并会使膜片保持在图示地靠合位置上。
在操作时，枢轴旋动手柄38就使活柱36触动溢流阀的套筒34。于是，溢流阀倾斜，将空腔68中的压力经由膜片内部而向下泄出。这样，使得膜片从其支座上升起，推动膜片组件往上走，连通入口12与出口14。一旦阀门被操作过，旁通管小孔40就立即开始再向空腔68充压。当空腔压力充足后，膜片组件会移动得靠合在其支座26上。当膜片组件这么移动时它会扼节水流，且接着会完全阻断入口与出口之间的水流。
现参看图2至图5，对本发明涉及之膜片18详加说明。膜片为一基本呈盘状的部件，它有一其中有中孔44穿通的基底部42、一斜角辐板46及一有凸缘50的圆周形平坦条带部48。内置的加强环52可如图示模压在基底部、条带部及凸缘中。这些圆环最好为金属制成，而膜片的其余部分为过氧化物硫化的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)制成。过氧化物硫化的乙烯丙烯二烯单体会抗得住水中存在的氯胺。目前，此种材料的硫磺硫化形式还欠理想，但如果对其抗氯胺的性能已加改进，则也可用硫磺硫化处理的乙烯丙烯二烯单体材料。乙烯丙烯二烯单体之硬度最好为70±5度的“A”级肖氏硬度，这样，该材料即比天然橡胶硬，但比塑料软。
辐板46的上表面有一组同心的加强环或加强肋54C-F，其下表面有相似的一组加强环54A-F。这些加强环模压于辐板中与其成为一体，以便形成一些厚度加大的区域。这些加强环的间隔，在接近基底部42处比靠近条带部48处要密一些。所以，例如像环56A、56B、56C彼此间隔，就比环56D、56E和56F的密一些。该间隔最好在几何上是渐进的。按上例方式但不仅限于此，一外径(即凸缘50的外径)为3.25英寸之膜片，其基底部外径约为1.70英寸且厚度约为0.06英寸，此膜片上所装之各环54则按下列方程式推算：
D＝0.0305N2－0.295N＋1.817
上式中，D为以英寸计量的加强环直径，N为从环1至环6中某一环之数目。较为理想的是，在辐板上下两个表面均有约6个环，但由于担心干扰膜片组件的其他部份，该上表面最靠里的两个环须去除。显然，从中心往外在几何形状上逐渐增大的其他方程式可能曾有人用过，但可能所用式子与以上多项式相近。有了按上列方程式推算而间隔排列的各环，它们就集中在膜片上负荷最大的区域，从而减小了圆周应力，并使膜片以最小用量的材料而执行其功能。
另一变量是环54与环56的有效载面面积。较大的环具有较多面积，从而圆周应力较小。但是，也会增加所用像胶的整个用量。而本发明的总体目标却是以最小材料用量使膜片执行其功能。就以上概述的膜片尺寸而言，业已发现宜用一种具有半圆形截面(见图5)的环，其半径约为0.008英寸，该环突出于辐板表面之上。该环与辐板表面之接合处半径约为0.004英寸。另外，也可用其他尺寸的，本发明并不局限于所引述之特定尺寸。而且，加强环也可具有除图示之半圆形截面之外的其他截面。
尽管本发明的一个推荐形式已加图示及说明，但显然可对其进行各种修改和变化而并不超出本发明的范围。