專利名稱:直線形止回閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及止回閥,即只允許液體在一個(gè)方向流動(dòng)的閥。更具體地說(shuō),它涉及使用一個(gè)張緊的直線形閥板,而不是圓柱形閥芯的一種止回閥。
發(fā)明的背景止回閥是單向閥的一種形式,它可以分送液體、氣體或其他流動(dòng)物質(zhì),但不允許任何物質(zhì)通過(guò)該閥倒流。因此可防止對(duì)容器中的物質(zhì)的污染。
單向閥的一種形式是一個(gè)圓柱形閥芯。該閥芯被一個(gè)彈性的圓柱形閥體包圍。該閥芯具有一個(gè)輸入管和一個(gè)輸出管,輸入管通向閥體的一部分,輸出管從閥體伸出。閥體將這兩個(gè)管子封閉起來(lái),使兩個(gè)管道不能互相連通。但是,加在要被分送的液體上的壓力可使閥體擴(kuò)張。這樣,液體可以從輸入管流向輸出管。當(dāng)卸去壓力時(shí),閥體收縮,將閥密封起來(lái),以防止任何可能的倒流污染。
針對(duì)這種圓柱形閥,已經(jīng)公布了各種各樣的專利。這些專利的例子包括格貝爾(Gerber)的美國(guó)專利4,846,810號(hào)、德布什(Debush)的美國(guó)專利5,279,330號(hào)、5,305,782號(hào)和5,305,786號(hào)以及帕得斯(Pardes)的美國(guó)專利5,092,855號(hào)。這些專利中的每一個(gè)都是利用一個(gè)圓柱閥體去包圍一個(gè)圓柱形閥芯。這種圓柱形結(jié)構(gòu),不但制造困難和成本高,而且裝配也困難,裝配成本也高。具有圓柱形閥體的閥的一個(gè)問(wèn)題是為了保持張緊狀態(tài),圓柱形閥體的內(nèi)徑應(yīng)比閥芯的外徑小,結(jié)果造成裝配困難。
本發(fā)明提出一種直線形的閥體結(jié)構(gòu),它制造比較簡(jiǎn)單和便宜,并且是一種高效的單向閥。
發(fā)明梗概本發(fā)明利用價(jià)格低廉的平的、彈性的閥板材料。它張緊在一個(gè)具有凸起的表面上,該表面沿著至少是閥座的一個(gè)軸線是全部的、或部分的彎曲的或隆起的。這個(gè)表面稱為具有凸起的表面的閥座。在閥座上有輸入和輸出通道與通道口。這些通道和通道口與閥板和閥座之間的界面連接。為了保證通道緊密地、單方向密封,使閥板張緊在這個(gè)表面上是很重要的。該閥可以控制不同形式的流動(dòng)物質(zhì)的流動(dòng),例如液體、軟膏和氣體,以下這些不同形式的流動(dòng)物質(zhì)均稱為“液體”。
各個(gè)不同的實(shí)施例包括下列零件(a)具有凸起表面的閥座;(b)閥板,閥板可以是由滾軋坯料制成的平的、有彈性的板材,或者是由預(yù)塑注?;驂耗V瞥傻牧慵?;(c)閥體或蓋,該閥體或蓋用于保護(hù)和固定閥板。該蓋和閥座封接在一起。
本發(fā)明有幾個(gè)關(guān)鍵零件首先是閥座表面。從阻斷和關(guān)閉的意義上來(lái)說(shuō),它是起作用的區(qū)域。閥板就張緊在該閥座表面上,并與閥座接合。這個(gè)閥座的形狀可以多種多樣,從圓拱頂形至長(zhǎng)圓柱的一半均可以。需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題是閥板張緊時(shí),閥板的自然位置及其張緊情況,以及該閥板與閥座的緊密接觸和接合。
其次是輸入和輸出通道口和通道的數(shù)目和形狀。這些通道口和通道引導(dǎo)液體在閥內(nèi)流動(dòng)。
第三是閥板與閥座的固定機(jī)構(gòu),這些固定機(jī)構(gòu)可有不同的形式。但是,每一種形式的固定機(jī)構(gòu)都是利用一個(gè)蓋。該蓋將閥板的邊緣夾在閥座和蓋之間,并且每一種形式的固定機(jī)構(gòu)都有一個(gè)擴(kuò)大腔,該擴(kuò)大腔在通道口與閥板接合的區(qū)域,使蓋與閥座隔開(kāi)。這樣,閥板在壓力作用下可以隆起,使流體可在通道口之間流動(dòng)。
附圖的說(shuō)明
圖1為可能使用本發(fā)明的直線形止回閥的一種分送器的透視圖。
圖2為沿著圖1的2-2線所取的截面,它表示在分送器中如何使用該閥。
圖3為安裝在一個(gè)噴口,例如圖2那樣的噴口內(nèi)的直線形閥的剖開(kāi)的透視圖。
圖4為直線形止回閥的分解透視圖,這個(gè)閥的形狀一般為長(zhǎng)方形,考慮到下面的說(shuō)明,圖上表示出了X軸和Y軸。
圖5為圖4所示閥的、部分剖開(kāi)的頂視圖。
圖6為沿著圖5的6-6線所取的截面,它表示該閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖7為沿著圖5的7-7線所取的截面,它進(jìn)一步表示該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。
圖8與圖6相似,它表示該直線形閥的一種改進(jìn)形式。
圖9為部分剖開(kāi)的平面圖,它表示該閥的一種改進(jìn)形式,在這種改進(jìn)形式中,至少閥座的起作用區(qū)域是橢圓形的。
圖10為沿著圖9的10-10線所取的截面,它表示該閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖11為沿著圖9的11-11線所取的截面,它進(jìn)一步表示該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。
圖12與圖10相似,它表示圖9、10和11所示結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)形式。
圖13與圖11相似,它表示圖9、10、11所示結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)形式。
圖14為該閥的另一種改進(jìn)形式的透視圖。在這種改進(jìn)形式中,閥座的起作用區(qū)域作成圓拱頂形或部分的球形,圖中只表示了閥座。
圖15為沿著圖14的15-15線所取的截面,在該截面上加上了一個(gè)蓋和一個(gè)閥板。它表示這種改進(jìn)的閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖16與圖15相似,它表示圖15所示閥的一種改進(jìn)形式。
圖17為圖14的頂視圖。
圖18為圖17所示結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)形式,它表示了一種橢圓形的周邊。
圖19為圖17所示結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)形式,它表示一般為帶有圓角的直線形周邊的另一種形式。
圖20、21、22和24與圖15相似,它表示圖15所示結(jié)構(gòu)的幾種改進(jìn)形式。
圖23和25分別為圖22和24的側(cè)視圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖1表示可以使用本發(fā)明的直線形止回閥的一個(gè)典型的裝置1??烧郫B容器3裝有要分送的液體。這種液體也是使用者要求確保不會(huì)受到從分送器、或通過(guò)分送器的倒流而無(wú)意中污染的液體。在容器3上安裝著一個(gè)分送器噴嘴5。該噴嘴5具有殼體7和出口9。
直線形止回閥11放置在殼體7內(nèi),靠近出口9(圖2)。該直線形止回閥11由安裝肋條13定位和進(jìn)行密封。一個(gè)泵將該容器3和殼體7相互連接起來(lái)。該泵具有一個(gè)撓性的、可壓扁的球15和一個(gè)擋板式單向閥17。作用在球15上的壓力將閥17關(guān)閉,并迫使在殼體7內(nèi)的液體通過(guò)該止回閥11流出。當(dāng)作用在球15上的壓力卸除時(shí),該球15恢復(fù)其正常的圓形。這樣就把液體從容器3中抽吸上來(lái)。與此同時(shí),該止回閥恢復(fù)其正常的、被密封狀態(tài)。然后,在下一個(gè)循環(huán)中,液體又被迫使通過(guò)該止回閥11輸出。
由于下面將要敘述的原因,應(yīng)該注意,必須迫使要分送的液體,在壓力下通過(guò)止回閥11是很重要的。
本發(fā)明的止回閥是一種直線形的閥。即其閥芯(彈性膜片)不是圓柱形的,而是由或者是板材、或者是基本上平的材料制成。圖4-7表示了該直線形止回閥的各種零件。這些零件包括一個(gè)蓋21、一個(gè)閥芯或閥座33和一個(gè)基本上為平面形的彈性板狀膜片29。蓋21具有一個(gè)凹下的內(nèi)表面22。在表面22的周邊上具有一個(gè)密封用的肩部25,閥芯或閥座33具有一個(gè)與凹下的表面22互補(bǔ)的、凸起的內(nèi)表面34和一個(gè)在閥芯周邊上延伸的座部分35,該座部分35用于承受蓋的肩部25并與肩部25配合,彈性膜片29放在凹下表面22和凸起表面34之間,并且張緊在凸起的表面34上。凹下和凸起的兩個(gè)表面的界面形狀為圓柱體的一部分,即弓形。
制造圖4所示的止回閥的一種方法如下彈性膜片29的尺寸比閥座或蓋大。該彈性膜片29利用至少加在X軸方向的張緊力張緊成平面形狀,如圖4所示。然后,閥座33的凸起表面和蓋21的凹下表面在膜片29的上面和下面對(duì)齊。將閥座和蓋壓緊在一起,夾住膜片29(圖6),并且當(dāng)膜片29張緊在凸起表面34上時(shí),給膜片29施加適當(dāng)?shù)膹埦o力。
利用超聲波切割膜片29,并將閥座的座部分35和蓋的肩部25,圍繞整個(gè)周邊焊接起來(lái),形成一個(gè)氣密密封。
在其他實(shí)施例中,如圖10、12和13所示那樣,可以預(yù)先切割膜片29,或使膜片29預(yù)先成形。將膜片29放好并夾緊,同時(shí)在閥座33和蓋21的配合過(guò)程中張緊膜片29。另外,在這些實(shí)施例中,可以利用粘接劑、超聲波或其他方法將閥座和蓋封接在一起。
現(xiàn)在回到圖4-7可以看出,閥座33中的輸入通道39與容器端面43和通向閥板的端口41連通。這個(gè)連通從液體源延伸至通向閥板的端口41。該通向閥板的端口41由張緊的膜片29封閉。閥座33還具有一個(gè)輸出通道45。該通道45與又一個(gè)通向閥板的端口47和輸出或者說(shuō)用戶端49連通。這個(gè)通道的又一個(gè)通向閥板的端口47由張緊的膜片29封閉。
表面22具有一個(gè)凹陷部分或擴(kuò)大腔23。這樣,雖然彈性膜片的周邊緊緊地壓在凸起表面34上,使通向閥板的端口41和47封閉,但是在液體壓力下,該膜片可以隆起,進(jìn)入擴(kuò)大腔23。從而有壓力的液體從輸入通道39進(jìn)入,并將膜片29壓入擴(kuò)大腔。這樣就在膜片29的下面,在輸入通道39的通向閥板的端口41和通向閥板的輸出端口47之間形成了一條沿著凸起表面34的通道。
因此,當(dāng)液體在壓力作用下流入輸入通道39中時(shí),液體壓在彈性膜片29上,將膜片29壓入擴(kuò)大腔23,從而在膜片29和凸起表面34之間形成一條通道。該通道從輸入端的通向閥板的端口41通向輸出端的通向閥板的端口47。當(dāng)液體的壓力消失時(shí),該膜片29再次壓緊通道端口41和47,將這兩個(gè)端口封閉和密封。這意味著該閥關(guān)閉了,沒(méi)有任何東西可以從輸出通道45倒流至輸入通道39。因此,閥11為單向閥。污染物不可能從外面倒流入容器3中。該容器3就是要分送的液體源。
從以上所述可以看出,利用一個(gè)閥座和一塊平的膜片可以制成一個(gè)高效的單向止回閥。該閥比具有圓柱形閥芯和圓柱形閥體的止回閥容易制造得多。這是因?yàn)?,為了在圓柱形部件上保持必要的張緊力,閥體的內(nèi)徑必須比圓柱表閥芯的外徑小的緣故。
圖8表示本發(fā)明的止回閥的一種稍微改進(jìn)的形式。這里,兩個(gè)內(nèi)表面22和34的、靠近該擴(kuò)大腔23的部分是平的。但在該部分接近蓋的肩部25和閥座的座部分35的地方,該兩個(gè)內(nèi)表面22和34向下彎曲。這就給膜片形成了一個(gè)有效的凸起表面,使膜片可以張緊,將輸入和輸出通道關(guān)閉。
圖9、10、11表示出另一種改進(jìn)形式。這兩個(gè)內(nèi)表面頂視圖的形狀不是長(zhǎng)方形(如圖5那樣),而是橢圓形的。然而,這些內(nèi)表面所起的作用與以前所述的閥相同。
圖10和11表示出夾緊部分(肩部)的一種改進(jìn)形式。與圖6、7和8所示的平面形夾緊部分37相反,圖10表示出一個(gè)不同壓力點(diǎn),即在蓋21中的小凸臺(tái)或脊骨2。而在閥座33中有一個(gè)與該小凸臺(tái)或脊骨27配合的凹陷部分28。將蓋21壓在閥座33上可以張緊膜片29。
圖12表示夾緊部分37的另一種改進(jìn)形式。其機(jī)構(gòu)是這樣的表面34在接近閥座的座部分35的地方,向下彎曲。而蓋的夾緊部分具有一個(gè)成一定角度的、直線形的橫截面38,其形狀與圓錐相似。這樣,膜片沿著由接觸點(diǎn)組成的線40,圍繞著閥座的表面34被夾緊。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,最好使蓋21和接觸點(diǎn)組成的線40之間的摩擦,比接觸點(diǎn)組成的線40和閥座33之間的摩擦大些。另一種方案是,膜片29有一個(gè)小凸臺(tái)30。
圖13是又一個(gè)改進(jìn)形式。這里,彈性膜片29已模壓成一塊經(jīng)過(guò)改進(jìn)的薄板。該膜片的周邊有一個(gè)在周邊延伸的小凸臺(tái)30。該小凸臺(tái)30與蓋21和閥座33中的的、與該小凸臺(tái)互補(bǔ)的凹陷部分36配合。這種結(jié)構(gòu)提供了一種密封更緊密和安裝工藝范圍更寬廣的方法。當(dāng)把蓋閥座壓緊在一起,使小凸臺(tái)30進(jìn)入凹陷部分36中時(shí),通過(guò)在閥座的凸起表面34上的拉伸,可以使膜片張緊,并保持張緊狀態(tài)。圖16與圖13相似,僅僅是凹陷部分36只作在閥座上這一點(diǎn)例外。
圖14和15表示另一種改進(jìn)形式。這里,閥座的凸起表面34的形狀為圓拱頂形(半球形)。圖16也是這樣一種改進(jìn)形式。
圖17、18和19表示閥座起作用區(qū)域34的周邊形狀的幾種改進(jìn)形式。該止回閥的橫截面形狀可以包括直線形、圓拱頂形、部分彎曲形、橢圓形和其他各種適合于張緊及固定膜片的形狀。
圖20、21、22和24表示輸入通道39和輸出通道45,包括輸入口43和輸出口4的位置的幾種改進(jìn)形式。假如希望的話,輸出口49可以單獨(dú)作在蓋21中,作為擴(kuò)大腔23的一個(gè)延伸部分。如圖24所示,這些通道可以是槽的形式。
圖22表示該輸出通道45如何可以作為擴(kuò)大腔23的一個(gè)延伸部分。
所有上述的止回閥的動(dòng)作方式與圖1和圖2所述的相同。即,當(dāng)液體受到有關(guān)壓力作用時(shí),容器內(nèi)所裝的液體將通過(guò)該閥流出。這個(gè)壓力使液體通過(guò)輸入通道39,在通道和膜片的接觸點(diǎn)上壓在膜片29上。這個(gè)壓力將膜片抬高(克服膜片張緊力),進(jìn)入擴(kuò)大腔23中。這樣,使液體在膜片29和閥座33之間,流向輸出通道45,然后,液體從該輸出通道流出。當(dāng)作用在液體上的壓力消失時(shí),該膜片上的張緊力使該膜片再次緊密地壓在輸入通道39的通向閥板的端口41上和輸出通道45的通向閥板的端47上,將這兩個(gè)端口密封起來(lái)。這時(shí),液體不再在任何一個(gè)方向上流動(dòng)。容器內(nèi)的東西被密封起來(lái),不會(huì)受到通過(guò)該閥進(jìn)入容器的污染物所污染。
權(quán)利要求
1.一種止回閥,所述止回閥包括一個(gè)閥座,該閥座具有一個(gè)凸起表面;一個(gè)輸入通道和一個(gè)輸出通道,該輸入通道和輸出通道在所述閥座中,所述輸入通道通向在所述凸起表面上的一個(gè)輸入端口,而所述輸出通道通向在所述凸起表面上的一個(gè)輸出端口,同時(shí),所述輸入端口和所述輸出端口是彼此隔開(kāi)的;一個(gè)蓋,該蓋是與所述閥座的所述凸起表面配合使用的,該蓋具有一個(gè)凹下表面,該表面與所述凸起表面互補(bǔ),所述凹下表面具有一個(gè)擴(kuò)大腔;一個(gè)彈性膜片,該彈性膜片放在所述閥座和所述蓋之間;張緊裝置,用于在張緊狀態(tài)下將所述彈性膜片固緊,并使張緊膜片張緊在所述凸起表面和所述輸出、輸入端口上;因此,只有當(dāng)液體有足夠大的壓力作用在所述膜片上,克服所述膜片的張緊力,并使所述膜片隆起、進(jìn)入所述擴(kuò)大腔時(shí),才能從所述輸入通道流向所述輸出通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述閥座和蓋密封在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面和所述凹下表面在所述擴(kuò)大腔外面有一條公共接觸線,所述彈性膜片就沿著所述的這條公共接觸線被夾緊在所述凸起表面和互補(bǔ)表面之間。
4.如權(quán)利要求3所述的一種止回閥,其中,所述公共接觸線提供所述的張緊力。
5.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述輸入通道和輸出通道中,至少有一個(gè)通道為一條槽。
6.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述彈性膜片的周邊上有一個(gè)在周邊上延伸的小凸臺(tái),而在所述凸起表面和/或所述凹下表面上有一個(gè)相應(yīng)的凹陷部分,用以容納所述小凸臺(tái)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述彈性膜片在其周邊上有一個(gè)圍繞著其周邊延伸的小凸臺(tái),因此,借助所述小凸臺(tái)與所述凸起表面和所述凹下表面的相互作用,可以產(chǎn)生張緊力。
8.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,在所述表面上,包括一條在周邊延伸的脊骨,用以安放所述彈性膜片,而在所述另一個(gè)表面上,包括一個(gè)在周邊延伸的凹陷,用以安放所述彈性膜片。
9.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面是弓形的。
10.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面基本上是準(zhǔn)球形的。
11.如權(quán)利要求1所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面基本上是橢圓形的。
12.一種止回閥,所述止回閥包括一個(gè)閥座,該閥座具有一個(gè)閥座內(nèi)表面,還具有至少一個(gè)液體通道,所述液體通道通過(guò)所述閥座,通向所述閥座的內(nèi)表面;一個(gè)蓋,該蓋與所述閥座配合使用,該蓋具有一個(gè)內(nèi)表面,該內(nèi)表面面對(duì)所述閥座的內(nèi)表面;一個(gè)直線彈性膜片,該彈性膜片放在所述閥座內(nèi)表面和所述蓋的內(nèi)表面之間;張緊裝置,用于使張緊膜片張緊在所述閥座的內(nèi)表面上。
13.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述閥座和所述蓋氣密地固定在一起。
14.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述蓋的內(nèi)表面包括一個(gè)擴(kuò)大腔。
15.如權(quán)利要求14所述的一種止回閥,其中,所述擴(kuò)大腔包括一個(gè)輸出通道。
16.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,包括至少兩個(gè)所述通道。
17.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,至少所述一個(gè)通道在靠近所述彈性膜片的位置上。
18.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述彈性膜片具有一個(gè)在其周邊延伸的、圍繞著周邊的小凸臺(tái),并且,至少一個(gè)所述表面上包括有與所述小凸臺(tái)相應(yīng)的凹陷部分,用以容納所述小凸臺(tái)。
19.如權(quán)利要求18所述的一種止回閥,其中,所述在周邊延伸的小凸臺(tái)提供至少一部分張緊力。
20.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述表面中的一個(gè),包括一條在周邊延伸的脊骨,用以安放所述彈性膜片,而所述表面的另一個(gè),包括一個(gè)在周邊延伸的、與所述脊骨互補(bǔ)的凹陷部分,用以安放所述彈性膜片。
21.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述閥座內(nèi)表面為一凸起表面,而所述蓋的內(nèi)表面為一凹下表面。
22.如權(quán)利要求21所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面和所述凹下表面之間具有一條公共接觸線,所述彈性膜片即沿著所述這條公共接觸線夾緊在所述凸起表面和所述凹下表面之間。
23.如權(quán)利要求22所述的一種止回閥,其中,所述公共接觸線提供了作用在所述膜片上的張緊力。
24.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述閥座內(nèi)表面包括一個(gè)凸起的區(qū)域,該區(qū)域設(shè)在所述閥座內(nèi)表面的周邊上,而所述蓋的內(nèi)表面包括一個(gè)圓錐形表面,該圓錐形表面,靠在所述凸起區(qū)域上,從而將所述彈性膜片密封在所述凸起區(qū)域和所述圓錐形表面之間。
25.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面是弓形的。
26.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面基本上是準(zhǔn)球形的。
27.如權(quán)利要求12所述的一種止回閥,其中,所述凸起表面基本上是橢圓形的。
全文摘要
一種直線形的止回閥(11),它具有一個(gè)閥座(33)和一個(gè)與閥座相適應(yīng)的蓋(21)。該閥座(33)具有輸入通道(39)和輸出通道(45),可將液體輸入該閥內(nèi)和從該閥內(nèi)輸出。在該蓋(21)和該閥座(33)之間張緊著一個(gè)彈性膜片(29),可以控制液體在輸入通道和輸出通道之間的流動(dòng)。該蓋(21)在靠近膜片(29)的表面(22)上,和在輸入通道(39)與輸出通道(45)之間包括一個(gè)擴(kuò)大腔。只有當(dāng)液體具有足夠大的壓力,作用在膜片(29)上,并將膜片(29)壓入擴(kuò)大腔中,從而在膜片(29)和閥座(33)之間形成一條從輸入通道(39)至輸出通道(45)的流道時(shí),液體才可能通過(guò)該閥流動(dòng)。當(dāng)液體沒(méi)有壓力時(shí),該膜片(29)將輸入通道(39)和輸出通道(45)密封起來(lái),這樣可防止液體在輸入通道和輸出通道之間有任何流動(dòng)。
文檔編號(hào)F16K15/14GK1137308SQ95191074
公開(kāi)日1996年12月4日 申請(qǐng)日期1995年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月24日
發(fā)明者邁克爾·戴維·漢德勒 申請(qǐng)人:雷塞爾國(guó)際合股有限公司