專利名稱：膜片閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜片閥以及一種用于安裝到這種膜片閥中的膜片。
背景技術(shù)：
膜片閥是已知的。當(dāng)希望分離介質(zhì)時(shí)，膜片閥通常例如應(yīng)用在分析領(lǐng)域中。這意味著，將驅(qū)動(dòng)器的接觸介質(zhì)的流體殼 體通過膜片來流體地分離，使得介質(zhì)不能夠到達(dá)驅(qū)動(dòng)器中。膜片在背離流體殼體的側(cè)上與操作元件連接，所述操作元件又與驅(qū)動(dòng)器共同作用。還已知的是，膜片夾緊在兩個(gè)殼體部件之間。為此，通常在每個(gè)殼體部件中設(shè)置有例如為槽的輪廓，用于容納膜片固定區(qū)段。在該膜片閥的制造過程中，每個(gè)輪廓的制造是在時(shí)間和成本上耗費(fèi)的。此外，膜片閥通常僅能夠使用在直至大約IObar的壓力范圍中。在更高的壓力中，該閥傾向于不密封。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種膜片閥和一種用于膜片閥的膜片，其即使在IObar之上的壓力中仍然可靠地工作。該目的根據(jù)一種膜片閥以及一種用于安裝到這種膜片閥中的膜片來實(shí)現(xiàn)，所述膜片閥具有第一閥殼體部件和第二閥殼體部件以及在所述閥殼體部件之間夾緊的膜片，其中所述膜片具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部和鄰接于所述隆起部的、薄的、能軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段，并且所述隆起部支撐在兩個(gè)閥殼體部件上，其中，所述隆起部在徑向的內(nèi)側(cè)上側(cè)凹，所述膜片具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部和鄰接于所述隆起部的、薄的、能軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段，其中所述隆起部具有帶有環(huán)繞的軸向凹陷部的軸向端側(cè)，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)和徑向靠外的密封唇。根據(jù)本發(fā)明的膜片閥具有第一和第二閥殼體部件和在閥殼體部件之間夾緊的膜片，所述膜片具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部和在徑向內(nèi)側(cè)鄰接于所述隆起部的薄的、可軸向移動(dòng)的、優(yōu)選板形的膜片區(qū)段，其中隆起部支撐在兩個(gè)閥殼體部件上。在此，隆起部在徑向內(nèi)側(cè)上側(cè)凹。由此，在閥殼體部件之一上的隆起部的軸向接觸面有利地?cái)U(kuò)大，這提高了密封效果。此外，通過側(cè)凹部由于流體壓力而產(chǎn)生軸向的密封力，從而獲得密封效果的自增強(qiáng)。在實(shí)施形式中，隆起部具有軸向的端側(cè)，并且在端側(cè)到側(cè)凹的側(cè)面的過渡部上具有徑向靠?jī)?nèi)的密封唇。密封唇支撐在兩個(gè)閥殼體部件之一上。在端側(cè)上到側(cè)凹的側(cè)面的過渡部上的徑向靠?jī)?nèi)的密封唇促使在壓力加載膜片時(shí)有至少一個(gè)壓力分量作用到密封唇上，并且該密封唇以軸向方向壓到鄰近的閥殼體部件上，進(jìn)而抵抗泄漏。因此，在壓力加載時(shí)甚至加強(qiáng)密封效果。根據(jù)本發(fā)明的膜片閥能夠無密封問題地在至少直至30bar的壓力中可靠地工作。有利的是，徑向靠?jī)?nèi)的密封唇是隆起部的最徑向內(nèi)置的區(qū)段，由此將在軸向方向上起作用的或者由于流體壓力而在側(cè)凹中形成的全部的力提供到靠?jī)?nèi)的密封唇上。
優(yōu)選的是，隆起部的軸向端側(cè)構(gòu)造成平的。此外，優(yōu)選的實(shí)施形式提出，端側(cè)貼靠在殼體部件之一的平坦的區(qū)段上。在實(shí)施例中，在徑向剖面中看，側(cè)凹的側(cè)面與軸向方向成銳角地徑向向外延伸，并且進(jìn)一步延伸至隆起部到鄰接的膜片區(qū)段的過渡部。因此，側(cè)凹的側(cè)面具有截錐形狀。優(yōu)選的是，隆起部的軸向端側(cè)位于閥殼體部件的分界平面中。隆起部的端側(cè)具有環(huán)繞的、敞開的軸向凹陷部，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)和徑向靠外的密封唇。徑向靠?jī)?nèi)和靠外的密封唇都支撐在相同的閥殼體部件上，并且在夾緊時(shí)徑向地以彼此相反的方向相互離開地壓緊在閥殼體部件之間。這具有下述優(yōu)點(diǎn)，在壓緊的狀態(tài)中擠壓在未安裝的狀態(tài)中具有帶有平行于軸向方向的徑向側(cè)面的隆起部的膜片，直至構(gòu)成有利的徑向側(cè)凹的側(cè)面。具有不帶有側(cè)凹的側(cè)面的隆起部的膜片可以基本上更簡(jiǎn)單地制造。 靠?jī)?nèi)的唇優(yōu)選具有棱角尖的邊緣。該尖的棱阻止在膜片和殼體部件之間、在靠?jī)?nèi)的密封唇處構(gòu)成所謂的“死區(qū)”，在所述死區(qū)中可能會(huì)堆積介質(zhì)殘余物，所述介質(zhì)殘余物在沖洗過程中可能會(huì)不期望地留存在那里。在應(yīng)用在分析領(lǐng)域或者在醫(yī)療技術(shù)中時(shí)，必須首先消除死區(qū)。在實(shí)施方式中，在第一殼體部件上設(shè)置有用于容納具有膜片的隆起部的凹部。借助凹部可對(duì)隆起部提供限定的空間，通過凹部的幾何形狀可以調(diào)整期望的擠壓。必要時(shí)，另一閥殼體部件可構(gòu)造成不帶有用于隆起部的凹部。已證實(shí)為有利的是，鄰接于隆起部的膜片區(qū)段將隆起部分成兩部分，并且凹部容納隆起部的不構(gòu)造有側(cè)凹的側(cè)面的半部。有利地，凹部設(shè)置在鄰近于閥驅(qū)動(dòng)器的閥殼體部件中。因此，如果釋放并且引起存在的介質(zhì)壓力，那么如上所述，側(cè)凹的側(cè)面即使在更高的壓力中也朝著流體接口的方向顯示出可靠的密封性，在實(shí)施形式中，凹部在徑向內(nèi)側(cè)具有在軸向上朝著分界平面的方向伸出的、環(huán)繞的凸起部。凸起部有利地影響兩個(gè)殼體部件和膜片的連接的穩(wěn)定性。那么阻止了如下情況，即，在膜片壓力加載的情況下，膜片隆起部可能會(huì)從凹部中不期望地移出。第二閥殼體部件有利地至少在兩個(gè)閥殼體部件的分界平面的區(qū)域中基本平坦地構(gòu)成。這意味著，第二閥殼體部件能夠不帶有特殊的密封輪廓地簡(jiǎn)單且低成本地制造，例如通過銑削來制造。此外，因此能夠以簡(jiǎn)單的方式將多個(gè)閥例如成列地并排裝配在共同的平板上。有利地，膜片僅僅軸向地夾在閥殼體部件之間，由此從夾緊區(qū)域中留出鄰接于隆起部的膜片區(qū)段，從而為膜片確保高的柔性。在優(yōu)選的實(shí)施形式中，隆起部在未夾住的狀態(tài)中具有基本呈三角形的橫截面。膜片的該幾何設(shè)計(jì)方案在未裝配的狀態(tài)中已經(jīng)具有側(cè)凹的側(cè)面，這盡管在膜片的制造過程中是更困難的，但是在壓力更高時(shí)優(yōu)化了上述可靠密封的效果。但同樣可行的是，膜片的隆起部設(shè)有垂直的側(cè)面，其中在裝配膜片時(shí)，通過在殼體部件之間擠壓隆起部才構(gòu)成側(cè)凹的側(cè)面。此外，通過本發(fā)明提供一種用于安裝在膜片閥中的膜片，其中膜片具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部和鄰接于所述隆起部的、薄的、可軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段，并且隆起部具有帶有環(huán)繞的軸向凹陷部的軸向端側(cè)，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)和徑向靠外的密封唇。通過膜片的這種幾何設(shè)計(jì)方案，膜片適用于在膜片閥中可靠地密封甚至30bar的壓力。


參考下面的說明和下面的附圖得出本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中示出圖I示出根據(jù)本發(fā)明的膜片閥的斷面的徑向剖面圖，該膜片閥具有夾緊在膜片閥中的根據(jù)本發(fā)明的膜片；圖2和3示出具有根據(jù)本發(fā)明的膜片的根據(jù)本發(fā)明的膜片閥的閥殼體的第一和第二實(shí)施形式的徑向剖面圖；圖4至6示出作為根據(jù)本發(fā)明的膜片閥的一部分的根據(jù)本發(fā)明的膜片的其他實(shí)施形式的徑向剖面圖；并且圖7示出具有根據(jù)圖6的膜片的相應(yīng)于圖3的根據(jù)本發(fā)明的膜片閥的閥殼體斷面的徑向剖面圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出膜片閥的閥殼體10的一部分的剖面圖，所述膜片閥具有第一閥殼體部件12、鄰接的第二閥殼體部件14和夾緊在其之間的膜片16。膜片16在邊緣側(cè)具有環(huán)繞的隆起部18和一體式地鄰接其上的、薄的、板形的膜片區(qū)段20。薄的膜片區(qū)段20是柔性的并且在壓力加載時(shí)能夠軸向移動(dòng)。隆起部18支撐在閥殼體部件12、14上。相對(duì)于區(qū)段20軸向凸出的隆起部18在徑向內(nèi)側(cè)22上側(cè)凹。第一閥殼體部件12鄰近于驅(qū)動(dòng)器A。在膜片16的指向驅(qū)動(dòng)器A的方向的側(cè)上，膜片16以已知的方式與(在此為磁銜鐵的)閥操作元件固定地連接，所述閥操作元件與驅(qū)動(dòng)器A共同作用。膜片16例如能夠固定在可軸向移動(dòng)地設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器A的線圈23中的磁銜鐵21上。在銜鐵21的區(qū)域中，膜片16具有柱塞式的隆起部，其與銜鐵21連接并且其由薄的膜片區(qū)段20呈環(huán)形地包圍。第二閥殼體部件14屬于流體殼體，至少一個(gè)流體通道25伸入到所述流體殼體中。在流體通道25上能夠?qū)χ糜谀て卦O(shè)置閥座27，所述閥座能夠由膜片16按照閥的切換位置來打開或者封閉。在閥中，在膜片16的鄰近于第二閥殼體部件14的側(cè)上存在例如通過通道25流入 的介質(zhì)。隆起部18(見圖2)具有軸向的、平坦的端側(cè)24，所述端側(cè)貼靠在殼體部件14上并且在到側(cè)凹的側(cè)面22的過渡部上具有徑向靠?jī)?nèi)的密封唇26。軸向的端側(cè)24優(yōu)選平地構(gòu)成?？?jī)?nèi)的密封唇26優(yōu)選為隆起部18的徑向位于最內(nèi)的區(qū)段。該密封唇26支撐在第二閥殼體部件14上并且在所示出的安裝情況中被壓靠于該殼體部件。在存在的介質(zhì)壓力中，密封唇26繼續(xù)壓到第二閥殼體部件14上，因?yàn)樵谠搸缀尾贾弥?，總有至少一個(gè)壓力分量在側(cè)凹的部分中在軸向方向上通過流體壓力起作用。由此避免了，軸向端側(cè)24可能從第二殼體部件14脫落，這導(dǎo)致不期望的泄漏。在第一殼體部件12 (見圖I和2)中，設(shè)置有用于容納隆起部18的凹部28。相反地，第二閥殼體部件14至少在兩個(gè)殼體部件12、14的接觸或分界平面30的區(qū)域中基本平坦地構(gòu)成。這具有下述優(yōu)點(diǎn)，即在閥殼體部件中僅需要密封輪廓，這降低了制造成本并且特別在膜片閥微型化的情況下有利地起作用。那么，殼體部件14在閥中的膜片固定的區(qū)域中是不引起公差的部件。隆起部18以其外側(cè)全面地貼靠在凹部28的圓柱形的側(cè)面29上。另一優(yōu)點(diǎn)為，閥殼體部件14能夠構(gòu)成為連接板，多個(gè)閥能夠以簡(jiǎn)單的方式彼此靠緊地排列在所述連接板上。通過凹部28的幾何造型，例如通過凹部高度和/或深度的變化能夠沿軸向和徑向的方向調(diào)整隆起部18的期望的壓縮。在根據(jù)圖2的實(shí)施形式中，端側(cè)24以及環(huán)繞的、徑向靠外的側(cè)面29完全地貼靠在殼體部件12、14上。隆起部18的軸向的端側(cè)24位于兩個(gè)閥殼體部件12、14的分界平面30中。圖3示出具有膜片16的閥殼體10的第二實(shí)施形式的剖面圖。不同于圖2，在圖3中的凹部28在徑向內(nèi)側(cè)具有在軸向上朝著分界平面30的方向伸出的、環(huán)繞的凸起部32。通過凸起部32提高在閥殼體部件12、14和膜片16之間的連接穩(wěn)定性。因此，在該實(shí)施形式中，即使在壓力加載的情況下，隆起部18的較小的軸向壓縮力也足以將膜片16可靠地保持在閥殼體部件12、14之間。在剖面圖中看，凸起部32在其指向膜片16的端部上具有基本呈半圓形的輪廓。由此，鄰接于隆起部18的膜片區(qū)段20在壓力加載時(shí)緊貼到凸起部32上，由此最小化膜片16形成裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。顯然的是，凸起部32也能夠在其端部上具有其他幾何形狀。當(dāng)然，有利的是，在此避免尖的棱邊。相對(duì)于前面的實(shí)施形式的在圖3中示出的另一區(qū)別是膜片16的隆起部18。隆起部18在其軸向端側(cè)24上具有環(huán)繞的軸向凹陷部34，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)的密封唇26和徑向靠外的密封唇36。根據(jù)隆起部18的擠壓變形程度，軸向凹陷部34可以程度或多或少地壓制成，或者如在根據(jù)圖I的實(shí)施形式中那樣，不存在凹陷部。有利地，隆起部18的形狀如此選擇并且凹陷部34深至，使得在將軸向壓力施加到隆起部18上時(shí)，在隆起部18的裝配過程中在其徑向內(nèi)側(cè)上具有側(cè)凹。在閥殼體10中的隆起部18的有利的側(cè)凹的側(cè)面22可以或者在未安裝的狀態(tài)中已經(jīng)構(gòu)成在膜片16上，或者在裝配過程中才構(gòu)成在膜片16上。下面，示例地描述在未安裝狀態(tài)中的膜片16的不同的實(shí)施形式。在圖4中示出具有隆起部18和鄰接于隆起部的、薄的膜片區(qū)段20的膜片16的剖面圖。膜片區(qū)段20將隆起部18分成兩個(gè)半部28、40。在已裝配的狀態(tài)中，半部28支撐在第一閥殼體部件12上，并且半部40的軸向端側(cè)24支撐在第二閥殼體部件14上。半部40在其軸向端側(cè)24上具有環(huán)繞的、敞開的軸向凹陷部34，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)和徑向靠外的密封唇26或36。半部40的徑向內(nèi)側(cè)22無側(cè)凹地構(gòu)成。所述側(cè)凹在裝配過程中才構(gòu)成在兩個(gè)閥殼體部件12、14之間。通過在安裝狀態(tài)中的軸向壓力，在徑向上以相反的方向壓密封唇26、36，使得在內(nèi)側(cè)22上形成側(cè)凹。不同于圖4，圖5示出在未裝配的狀態(tài)中已經(jīng)在其徑向內(nèi)側(cè)22上形成側(cè)凹的膜片、16的剖面圖。相比在不具有側(cè)凹的部件，具有側(cè)凹的部件的制造過程更困難。具有側(cè)凹的膜片16的優(yōu)點(diǎn)為，不必強(qiáng)烈地?cái)D壓隆起部18。根據(jù)圖6的膜片16的實(shí)施形式，在隆起部18的靠?jī)?nèi)的唇26上具有棱角尖的邊緣42。圖7示出根據(jù)圖6的膜片16的在安裝的狀態(tài)中的剖面圖。棱角尖的邊緣42引起，靠?jī)?nèi)的密封唇26在軸向上完全地平放在閥殼體部件12上，從而使得不構(gòu)成如在圖3 (沒有棱角尖的邊緣的實(shí)施形式)中可識(shí)別的“死區(qū)”。
膜片16的不同的實(shí)施形式能夠與閥殼體10的不同的實(shí)施形式任意地組合。在附圖中沒有示出所有的組合可能性。
權(quán)利要求
1.膜片閥，具有第一閥殼體部件和第二閥殼體部件(12、14)以及在所述閥殼體部件(12、14)之間夾緊的膜片(16)，其中所述膜片(16)具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部(18)和鄰接于所述隆起部的、薄的、能軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段(20)，并且所述隆起部(18)支撐在兩個(gè)閥殼體部件(12、14)上，其特征在于，所述隆起部(18)在徑向的內(nèi)側(cè)(22)上側(cè)凹。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膜片閥，其特征在于，所述隆起部(18)具有軸向的端側(cè)(24)，并且在所述端側(cè)(24)到側(cè)凹的側(cè)面(22)的過渡部上具有徑向靠?jī)?nèi)的密封唇(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜片閥，其特征在于，所述徑向靠?jī)?nèi)的密封唇(26)是所述隆起部(18)的徑向位于最內(nèi)的區(qū)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的膜片閥，其特征在于，軸向的所述端側(cè)(24)是平坦的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，所述隆起部(18)的所述端側(cè)(24)平放在所述殼體部件之一(14)的平坦的區(qū)段上。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，在徑向剖面中觀察，所述側(cè)凹的側(cè)面(22)與軸向方向成鋭角(α)地徑向向外延伸，并且延伸至所述隆起部(18)到鄰接的所述膜片區(qū)段(20)的過渡部。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，所述隆起部(18)的軸向的所述端側(cè)(24)位于所述閥殼體部件(12、14)的分界平面(30)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜片閥，其特征在于，所述隆起部(18)的所述端側(cè)(24)具有環(huán)繞的、敞開的軸向的凹陷部(34)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜片閥，其特征在于，在所述軸向的凹陷部(34)的側(cè)向上構(gòu)成有徑向靠?jī)?nèi)的和徑向靠外的密封唇(26、36)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，靠?jī)?nèi)的唇(26)具有棱角尖的邊緣。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，在所述第一閥殼體部件(12)上設(shè)有用于容納具有所述膜片(16)的所述隆起部(18)的凹部(28)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膜片閥，其特征在于，鄰接于所述隆起部(18)的所述膜片區(qū)段(20)將所述隆起部(18)分成兩個(gè)半部，并且所述凹部容納所述隆起部(18)的不構(gòu)造有側(cè)凹的側(cè)面(22)的所述半部。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的膜片閥，其特征在于，所述凹部(28)在徑向內(nèi)側(cè)具有在軸向上朝著所述分界平面(30)的方向伸出的、環(huán)繞的凸起部(32)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，所述第二閥殼體部件(14)至少在兩個(gè)所述閥殼體部件(12、14)的所述分界平面(30)的區(qū)域中基本平坦地構(gòu)成。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，所述膜片(16)僅軸向地夾在所述閥殼體部件(12、14)之間。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥，其特征在于，所述隆起部(18)在沒有夾住的狀態(tài)中具有基本呈三角形的橫截面。
17.用于安裝在根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的膜片閥中的膜片，其特征在于，所述膜片(16)具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部(18)和鄰接于所述隆起部的、薄的、能軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段(20)，其中所述隆起部(18)具有帶有環(huán)繞的軸向凹陷部(34)的軸向端側(cè)(24)，從而構(gòu)成徑向靠?jī)?nèi)和徑向靠外的密封唇(26、36)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜片閥，其具有第一和第二閥殼體部件(12、14)和在閥殼體部件(12、14)之間夾緊的膜片(16)，在膜片(16)上具有在邊緣側(cè)環(huán)繞的隆起部(18)和鄰接于隆起部的、薄的、可軸向移動(dòng)的膜片區(qū)段(20)。隆起部(18)支撐在兩個(gè)閥殼體部件(12、14)上并且在徑向的內(nèi)側(cè)(22)上側(cè)凹。此外，提出一種用于安裝到膜片閥中的膜片。
文檔編號(hào)F16K7/12GK102734490SQ20121009341
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者克里斯蒂娜·里普沙姆, 拉爾夫·沙伊貝, 約翰內(nèi)斯·鮑曼, 霍爾格·施瓦布 申請(qǐng)人:比爾克特韋爾克有限公司