CN101180482A - 单向阀 - Google Patents

Abstract

一种单向阀，该单向阀由基本刚性的部分和基本柔性的膜组成，该柔性膜大体为穹形。该基本刚性的部分包括：一个或多个辐条，所述辐条在该刚性部分的中心部会合；以及一个或多个局部辐条，延伸至与该刚性部分的中心部相隔开。穹形的基本柔性的膜还包括一个或多个柔性辐条和一个或多个皱褶区。所形成的单向阀通过将该基本刚性的部分的中心部连接至该穹形的基本柔性的膜的中心部而制成。

Description

单向阀

相关申请的交叉引用

本中请要求2005年10月11日递交的名称为单向阀(CHECK VALVE)的美国专利申请号No.11/248,900的优先权和权利，该申请要求2005年5月21日递交的名称为结合有水下呼吸器装置的阀、挡板、缩短的通气管、隐形通气管、通气管装置(VALVES，BAFFLES，SHORTENED SNORKELS，STEALTH SNORKELS，SNORKEL EQUIPMENT COMBINED WITH SCUBAEQUIPMENT)的美国临时专利申请号No.60/683,477的优先权和权利。由此每个所述申请通过参考在此整体地并入。

技术领域

本发明总体涉及一种阀，并且特别是涉及单向阀，该单向阀用于允许流体沿一个方向流动并防止流体沿反方向流动。

背景技术

常规的单向阀是允许气体、液体或其它流体沿一个方向流动的设备。特别是，当足够的压力和作用力作用于常规的单向阀时，单向阀允许流体沿预期的方向流动。然而，常规的单向阀防止流体沿非预期的方向流动经过单向阀。具体而言，当压力和作用力是使流体沿非预期的方向流动的压力和作用力时，单向阀自动关闭，从而停止或抑制沿非预期方向的流动。

一些已知的单向阀使用柔性膜，所述柔性膜起隔膜的作用。这种隔膜设计成为了允许流体沿预期的方向流动而能够变形或弯曲。为了防止沿反向流动，这种隔膜还可以返回其初始位置。

当沿预期流动方向单向阀上游的压力大于单向阀下游的压力时，单向阀具有正压力差。相反，当单向阀下游的压力大于上游的压力时，单向阀具有反压力差。如果正压力差存在并且其量足够大，隔膜则会弯曲以产生空间或通道，流体通过所述空间或通道可以沿预期的方向流动经过单向阀。打开单向阀所需的最小压力或压力差有时被称为开启压力。如果不存在压力差或存在负压力差时，或如果存在正压力差，但其量不足，隔膜将防止流体流动通过单向阀。特别是，当具有足够的正压力差时，隔膜将从其初始或正常位置弯曲或偏转，以允许流体流动。当不再具有足够的正压力差时，则隔膜将返回至其初始或正常位置，以防止流体流动通过单向阀。

已知的单向阀常常具有几个缺点，例如，一些常规的单向阀具有较高的开启压力。即，这些单向阀在开启之前需要较大的正压力差。不利的是，具有非预期较高的开启压力的单向阀将防止沿预期方向流动，尽管相对的作用力和压力正常地允许这种预期的流动。此外，一些常规的单向阀并不关闭，直到存在相对较大的负压力差。当存在小量的负压力差时，需要大量负压力差以关闭的单向阀允许非期望量或不能接受的量的回流，或与预期方向相反的流动。

而且，一些常规的单向阀具有干扰或阻挡在单向阀打开时流体沿预期方向流动的部件和结构。这些已知的对流体沿预期方向流动进行阻挡的单向阀会非预期地降低系统的效率。此外，一些常规的单向阀在单向阀打开时会发生泄漏，从而允许一些流体沿与预期方向相反的方向前进或流动。

一些常规的单向阀还会在单向阀打开及关闭、或者泄漏时产生噪声。在一些应用中，噪声是非预期的并且是令人不快的。而且，许多已知的单向阀的设计从美学观点上是不令人满意的。另外，一些已知的单向阀具有较大的尺寸和/或较难制造。例如，一些常规的单向阀包括必须被制造为具有相对的紧密度容限并以仔细及小心的方式进行互连的部件。

进一步讲，一些常规的单向阀包括具有多个部分和部件的复杂设计。不利的是，这种复杂设计会使单向阀更难以制造及成本更高。具有复杂设计的常规单向阀还更难进行清洁、维护、修理及替换。而且，一些已知的单向阀的复杂设计和多个部分更易于失效。

发明内容

因此，需要一种单向阀，该单向阀能够消除上述缺点和问题。

一种单向阀的一个方面在于该单向阀具有相对较低的开启压力。由此，当存在正压力差时，并且即使该正压力差的数值较小，该单向阀可以打开以允许流体沿预期的方向流动。

一种单向阀的另一个方面在于该单向阀可以防止非预期的回流通过该阀。例如，该单向阀完全或在防止回流通过该阀的合理公差范围内。

一种单向阀的又一个方面在于当该单向阀在闭合位置时，该单向阀不会泄漏。即，当该单向阀闭合时，该单向阀可以防止任何流体流动通过该阀。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括膜或隔膜。该膜或隔膜的尺寸和构造设为对流体沿预期方向流动通过该阀提供较小阻力或不提供阻力或干扰。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀在操作中相对安静。有利的是，这将允许单向阀在多种情形和环境中使用。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀的设计从美学上是令人满意的。而且，该单向阀具有相当简洁的设计，从而允许该单向阀易于并有效地制造、维修及清洗。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀在相对较宽范围的公差内制造。明显地，制造公差的宽范围可以允许该单向阀可被经济地制造。而且，该单向阀具有较低的不良率。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括基本柔性的膜和基本刚性的部分。该基本柔性的膜大体为穹形并可以作为隔膜。该基本柔性的膜还可以弯曲或变形，以打开该单向阀。该基本刚性的部分也大体为穹形(domeshaped)并包括该基本柔性的膜碰触或接触的表面。基本刚性的部分的尺寸和构造可以设为有助于定位和/或控制该基本柔性的膜的运动。例如，基本刚性的部分的尺寸和构造可以设为有助于关闭或密封该单向阀。该基本刚性的部分还有助于对基本柔性的膜提供结构性支持。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括：基本柔性的膜，在其外周具有密封缘或外缘；以及基本刚性的部分，其具有密封环。该基本柔性的膜可自然地进行偏压，从而其外缘易于挤压该基本刚性的部分的密封环。当该基本柔性的膜的外缘接触或挤压该基本刚性的部分的密封环时，该单向阀可以关闭，并且流体不能经过该单向阀。当基本柔性的膜弯曲或弯折时，该阀打开，从而其外缘与基本刚性的部分的密封环分离。当出现该分离时，形成流体经过的开口或通道。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括基本柔性的膜，当存在足够量的正压力差时，该基本柔性的膜会变形。特别是，该柔性的膜具有穹形构造，穹形的顶部设置在与预期流动方向的相反方向上。由此，当存在正压力差时，流体在该穹形膜的顶部上向下压，并在该穹形膜的侧面或外周中向下压。如果压力差的数值足够时，压力使该基本柔性的膜的侧面和/或外缘向内移动，由此在该基本柔性的膜的外缘和该基本刚性的部分的密封环之间产生间隙。如果不存在压力差，或者如果正压力差的数值不足，该基本柔性的膜的外缘会返回其正常偏压的位置，在该偏压位置该外缘优选地接触该基本刚性的部分的密封环。而且，如果存在负压力差，流体在该基本柔性的膜的底部上向上压，并在该基本柔性的膜的侧面和外缘压紧。该压力推动该基本柔性的膜的外缘接触该基本刚性的部分的密封环，由此关闭该单向阀。关闭该单向阀会产生密封，从而该流体不能沿与流动的预期方向相反的方向在基本柔性的膜和基本刚性的部分之间通过。

一种单向阀的另一个方面在于该单向阀包括：基本柔性的膜，在其外周具有密封缘；以及基本刚性的部分，其具有密封环。因为该基本柔性的膜的外缘易于与该基本刚性的部分的密封环分离，因此该基本柔性的膜的外缘不能被牢固或永久地连接至该基本刚性的部分的密封环。该基本柔性的膜而是通过例如其中心部连接至该单向阀的基本刚性的部分的中心部。当该单向阀打开时，流体沿该阀的边缘或外周，而非通过其中心部经过该阀。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括具有基本刚性的辐条的基本刚性的部分。例如，所述辐条从大体刚性的基部延伸至该单向阀的中心部，其中该大体刚性的基部包括密封环。所述辐条易于将该基部附连至该基本刚性的部分的中心部。在各所述辐条之间有开口或间隙，流体流经该开口或间隙。如果该阀打开，流体流经所述开口或间隙，并随后通过该基本柔性的膜的外缘和该基本刚性的部分的密封环之间的空间或通道。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括基本柔性的膜，该膜具有形成为基本柔性的膜的整体部分的多个相对较薄的部分和多个相对较厚的部分。相对较厚的部分从该基本柔性的膜的外缘延伸至该基本柔性的膜的中心部，并且还类似于辐条。所述相对较厚的部分对该穹形的基本柔性的膜提供结构性支撑。优选地，该基本柔性的膜包括数量等于基本刚性的辐条的多个相对较厚的部分，其中所述基本刚性的辐条包括在该单向阀的基本刚性的部分中。此外，该基本柔性的膜连接至该基本刚性的部分，从而各所述相对较厚的部分大体设置在两个基本刚性的辐条之间。由该基本柔性的膜的相对较厚的部分提供的附加支撑允许大体上该基本柔性的膜以及具体地该基本柔性的膜的相对较薄的部分被制造的更薄及更具有柔性。所述相对较薄的部分的柔性允许阀在存在较小的正压力差时打开，由此使单向阀产生非常低的开启压力。所述相对较薄部分的柔性还允许该阀在没有压力差或存在负压力差时关闭，从而使阀形成有较小回流或不具有回流或泄漏。

一种单向阀的又一个方面在于该单向阀包括具有多个局部辐条的基本刚性的部分。所述辐条从基本刚性的基部向中心部延伸，而所述辐条优选地并不接触该基本刚性的部分的中心部。该单向阀还包括基本刚性的辐条，所述基本刚性的辐条从该基部延伸至中心部。预期地，其中一个所述局部辐条设置在各所述基本刚性的辐条之间。有利的是，所述局部辐条的尺寸和构造成增加单向阀的稳定性。例如，所述局部辐条可以防止该基本柔性的膜向后推动并不与该刚性基部和密封环接触。而且，所述局部辐条不能明显地阻碍流体流动通过该阀。

本发明的这些和其它方面、特性、及优点通过优选实施方式的详细说明和附图将更加清楚。

附图说明

附图包括优选实施例的图以进一步阐明本发明的以上和其它方面、优点和特性。应当理解的是这些附图仅仅描绘了本发明的优选实施例，而并非用于限制其范围。本发明将使用附图通过补充的特征和细节进行描述及解释，在附图中：

图1A是单向阀的示例性实施例的部分的立体图，其示出了基本刚性的顶盖；

图1B是图1A示出的基本刚性的顶盖沿图1C中示出的线1B-1B切开的截面侧视图；

图1C是图1A示出的基本刚性的顶盖的俯视图；

图1D是图1A示出的基本刚性的顶盖的侧视图；

图2A是单向阀的示例性实施例的另一部分的立体图，其示出了基本柔性的膜；

图2B是图2A示出的基本柔性的膜的侧视图；

图2C是图2A示出的基本柔性的膜的仰视图；

图2D是图2A示出的基本柔性的膜沿图2C示出的线2D-2D切开的截面侧视图；

图3是单向阀的示例性实施例的立体图，其示出了连接至基本刚性的顶盖的基本柔性的膜；

图4A是单向阀的另一示例性实施例的立体图，其示出了基本刚性的顶盖；

图4B是图4A示出的基本刚性的顶盖沿图4C中示出的线4B-4B切开的截面侧视图；

图4C是图4A示出的基本刚性的顶盖的俯视图；

图4D是图4A示出的基本刚性的顶盖的侧视图；

图5A是单向阀的又一示例性实施例的部分的仰视图，其示出了基本柔性的膜；

图5B是图5A示出的基本柔性的膜的侧视图；

图6是单向阀的又一示例性实施例的截面侧视图，其示出了附连至基本刚性的顶盖的基本柔性的膜。

具体实施方式

易于理解的是，如在此的附图大体描述及示出的，本发明的部件可以以多种不同的构造进行设置及设计。由此，以下对优选实施例更详细的说明并不用于限制如所权利要求的本发明的范围，而仅仅表示本发明一些当前优选实施例的特征。

本发明总体涉及一种单向阀，该单向阀连同例如用于通气管的吸入阀和气切发声瓣膜(tracheostomy speaking valve)一起使用。然而，应当理解的是单向阀可以连同其它类型的设备一起使用并且在其它适合的环境中使用。例如，单向阀可用于对任何类型的流体或例如空气、水、血液等可流动材料的流动进行调节。由此，单向阀可以和人造心脏瓣膜、静脉瓣膜、灌溉阀(irrigation valve)等一起使用。因而，虽然下面将单向阀连同用于通气管的吸入阀和气切发声瓣膜一起讲述，然而应当理解的是单向阀可用于需要对流动进行调节的任何适合的情形中。

而且，为了帮助对单向阀进行说明，诸如顶部、底部、前部、后部、右侧和左侧之类的词语用于对附图进行描述，而所述附图不必按比例绘制。然而应当理解的是本发明可以以多种预期的位置设置，包括多种角度、侧向的或甚至是倒置的位置。接下来详细说明单向阀。

如在下文讨论并在附图中示出的，单向阀连同通气管一起使用。例如，单向阀可以是用于通气管的吸入阀并且单向阀可放置于通气管提升管的顶部上。当通气管的使用者吸气以允许通气管的使用者呼吸地面空气时，单向阀是打开的。当通气管的使用者不吸气、如在呼气或呼吸之间时，阀随后关闭。当阀关闭时，将防止飞溅的水进入通气管的吸入管并且防止呼出的空气向后经过吸入管，从而通过适当的呼出管形成通道。

正如图1A至图1D所示，单向阀包括基本刚性的部分12，所述刚性的部分还被称为基本刚性的顶盖。基本刚性的部分12可由例如塑料等大体坚硬及刚性的材料构成，以为单向阀提供有结构性支撑。单向阀还包括基本柔性的膜14，正如图2A至图2D所示。基本柔性的膜14可由硅或橡胶等柔性或柔韧的材料构成，从而膜可以弯曲或变形。基本柔性的膜14还可以作为隔膜，并允许阀打开及关闭。而且，基本柔性的膜可以根据需要进行偏压，从而易于保持在打开或关闭的位置。本领域的普通技术人员应当理解，基本刚性的部分12优选地比基本柔性的膜14更加刚硬。本领域的普通技术人员还应当理解，基本刚性的部分12的刚性和基本柔性的膜14的柔性根据单向阀的期望特性而改变。而且，本领域普通技术人员应当理解基本刚性的部分12和基本柔性的膜14可由其它具有预期特性的适合的材料构成。

如图3所示，示例性的单向阀10包括基本刚性的部分12和基本柔性的膜14。如下文更详细讨论的，单向阀10可用于在任何适合类型的结构或设备中帮助控制流体的流动。

更详细地如图1A至图1D所示，基本刚性的顶盖12包括基本刚性的基部16，所述基部16优选地为圆形或环形。基本刚性的基部16包括密封面18，有时被称为密封环18，而基本刚性的基部16的外表面包括外缘20。密封面18是基本刚性的顶盖12的表面，所述表面与基本柔性的膜14接触以关闭单向阀并防止空气或水进入基本柔性的膜14和密封环18之间。外缘20是基本刚性的顶盖12的一部分，所述部分附连或连接至通气管的吸入管以将单向阀保持在适当的位置。

仍然参考图1A至图1D，基本刚性的顶盖12包括多个基本刚性的辐条22。尽管图1A至图1D示出的基本刚性的顶盖12包括五个刚性的辐条22，然而本领域的普通技术人员应当清楚，可以使用任意数量的基本刚性的辐条，从一个基本刚性的辐条到大量基本刚性的辐条。多个基本刚性的辐条22可连接至基本刚性的顶盖12的基本刚性的基部16，并向上及向内延伸，直到它们在基本刚性的顶盖12的中心部24会合或接触基本刚性的顶盖12的中心部24。当多个大体为刚性的辐条22从基本刚性的基部16向中心部24向上及向内弯曲时，会使基本刚性的顶盖12大体为穹形。根据需要，辐条22可以与刚性顶盖12一体形成为单一、整体的结构。辐条22还可以是附连至顶盖12的分离部件。

基本刚性的辐条22的形状和定位优选地形成大体为穹形的基本刚性的顶盖12。有利的是，大体为穹形的顶盖12更好地支持并配合基本柔性的膜14，所述基本柔性的膜14也可以大体为穹形。然而，应当理解的是，基本刚性的顶盖12和/或基本柔性的膜14还可以具有其它适合的形状和构造。

仍然参考图1A至图1D，基本刚性的顶盖12包括多个间隙26。各个间隙26可以设置在多个基本刚性的辐条22的两个之间，从而各间隙26的两侧由基本刚性的辐条22限定，并由基本刚性的基部16限定底部。这些间隙26的尺寸和构造优选为允许流体经过单向阀的基本刚性的顶盖12。具体而言，如果单向阀在打开位置，则允许流体经过基本柔性的膜14和基本刚性的顶盖12的密封环18之间的空间而进入间隙26中。

仍然参考图1A至图1D，基本刚性的顶盖12包括多个局部辐条28。这些局部辐条28，类似基本刚性的辐条22，也是基本刚性的并从基本刚性的顶盖12的基本刚性的基部16向上延伸。然而。局部辐条28仅仅向上和向内延伸较小的距离，并且局部辐条优选地彼此不接触或不接触基本刚性的顶盖12的中心部24。通过从刚性的基部16向上突出，这些局部辐条28对基本柔性的膜14提供附加支撑。例如，局部辐条28在基本柔性的膜并未附连至基本刚性的顶盖12的区域对基本柔性的膜14提供支撑。因为局部辐条28优选地并非一直延伸至基本刚性的顶盖12的中心部24，因此局部辐条基本上不会限制或影响流体通过间隙26的流动。应当理解的是基本刚性的顶盖12根据例如阀的预定用途而包括任意适合数量和构造的辐条22和局部辐条28。例如，在有些情形下，使用更多或更小数量(包括零)的辐条22和/或局部辐条28是合乎要求的。

仍然参考图1A至图1D，基本刚性的顶盖12包括中心部24。基本刚性的顶盖12还可以包括中心圆筒30，所述中心圆筒优选地为大体筒状构造，其从基本刚性的顶盖12的中心部24向下延伸。所述中心圆筒30允许基本柔性的膜14附连至基本刚性的顶盖12的中心部24。如附图所示，中心部24和中心圆筒30可以具有开口或开孔以允许流体不受阻碍地通过。根据需要中心部24和中心圆筒30的尺寸和构造设成为防止流体流动。因而，根据单向阀的预定用途，中心部24和中心圆筒30允许任何期望量流体的流动。另外，中心部24和中心圆筒30可以根据例如单向阀的预定用途具有其它适合的尺寸和构造。

如上所述，该单向阀的一个示例性实施例可用作用于通气管的吸入阀。使用单向阀的通气管在较大的吸入管内包括呼出管。当吸入阀安装至通气管上时，吸入管安装至或附连至基本刚性的顶盖12的基本刚性的基部16的外缘20上，而呼出管安装至或附连至基本刚性的顶盖12的中心圆筒30上。当吸入阀以这种方式附连至通气管时，仅仅在单向阀打开并仅仅沿单向阀预期的流动方向时，单向阀允许使用者通过吸入管吸入地面空气。然而，通过呼出管呼出的空气与单向阀预期的流动方向相反而自由地移动通过单向阀。应当理解的是所述阀还可以与其它设备、结构、环境等相关联地一起使用。进一步讲，所述阀可以连同其它类型的阀而非仅仅是单向阀一起使用。

如图1A至1D所示，尽管基本刚性的顶盖12使用向下延伸、中空的中心圆筒30，基本柔性的膜14通过所述中心圆筒30附连至单向阀的基本刚性的部分12的中心部24，然而本领域普通的技术人员应当理解还可以使用其它的结构。例如，中心圆筒30还可以是向上延伸，或并非中空的。或者，单向阀的基本刚性的部分12可以简单地包括通过其中心部24的孔，通过所述孔安装或附连基本柔性的膜14的一部分。诸如铆钉或螺钉的机械紧固件也可用于将基本柔性的膜14附连至单向阀的基本刚性的部分12。

如上文所讨论的并如图2A至图2D所示，单向阀还包括基本柔性的膜14。基本柔性的膜14优选地大体为穹形，并且所述柔性的膜由例如橡胶或硅之类的柔性、可弯曲和/或弹性的材料制成。基本柔性的膜14包括中心部32，通过所述中心部32基本柔性的膜可以连接至基本刚性的顶盖12。基本柔性的膜14还包括外缘34，有时称为密封缘34，所述外缘34被设计为当单向阀处于关闭位置时外缘34接触基本刚性的顶盖12的密封面18，从而防止流体沿与单向阀预期的流动方向相反的方向流动。

仍然参考图2A至图2D，基本柔性的膜14还可以包括多个相对较厚的部分36，有时被称为基本柔性的辐条36。有利的是，基本柔性的辐条36可以制作成基本柔性的膜14的部分。而且，基本柔性的辐条36大体从外缘34向中心部32延伸。基本柔性的膜14还包括多个相对较薄的部分38，有时被称为皱褶区38，所述皱褶区38也制作成基本柔性的膜14的部分。优选的，皱褶区38位于基本柔性的膜14的基本柔性的辐条36之间。

图2A至图2D示出的单向阀的基本柔性的膜14具有五个基本柔性的辐条36和五个皱褶区38。然而，本领域的普通技术人员应当理解基本柔性的膜14可以包括任意数量的基本柔性的辐条36，从没有基本柔性的辐条36至大量的基本柔性的辐条36。此外，本领域的普通技术人员应当理解基本柔性的膜14包括任意数量的皱褶区38。例如，虽然皱褶区38的数量优选地吻合基本柔性的辐条36的数量，然而也可以使用任意数量的基本柔性的辐条和/或皱褶区。由此，所使用的皱褶区38的数量并不限于五个以及可以使用从不具有皱褶区至大量的皱褶区的任意数量的皱褶区。

通过使用基本柔性的膜14的这些相对较厚的部分36和相对较薄的部分38，可以减小基本柔性的膜的总厚度而不会例如损害其结构稳定性。而且，基本柔性的膜14的相对较厚的部分36比基本柔性的膜的相对较薄的部分38更不易变形及弯曲。由此，这些相对较厚的部分36能够保持单向阀的大体为弓形的形状并能够大体使基本柔性的膜14抵靠基本刚性的顶盖12而保持在适当的位置。值得注意的是，这样会有助于防止单向阀失效。基本柔性的膜14的相对较厚的部分36还允许基本柔性的膜14的相对较薄的部分38比基本柔性的膜14薄，从而厚度均匀。

基本柔性的膜14的相对较薄的部分38比基本柔性的膜14的相对较厚的部分36更易于变形或弯曲。这将在单向阀上游的压力仅仅略大于单向阀下游的压力时允许这些相对较薄的部分38皱褶。这相当小的压力差会使基本柔性的膜14的密封缘34通过相对较小的作用力或压力与基本刚性的顶盖12的密封环18分离。因而，相对较薄的部分38基本降低了单向阀的开启压力。应当理解的是基本柔性的膜14的相对较厚的部分36和相对较薄的部分38可以根据例如单向阀的预定用途而具有其它适合的形状和构造。

正如图2A至2D所示，基本柔性的膜14还包括管套40，所述管套40从基本柔性的膜14的中心部32向下延伸。所述管套40的尺寸和构造设成为围绕或环绕基本刚性的顶盖12的中心圆筒30周围，以将基本柔性的膜14的中心部32连接至基本刚性的顶盖12的中心部24。

尽管附图中示出的单向阀的基本柔性的膜14包括向下延伸、中空的管套40，从而将基本柔性的膜14附连至单向阀的基本刚性的部分12，然而本领域的普通技术人员应当理解可以使用其它结构以获得同样的结果，例如，如果单向阀的基本刚性的部分12的中心圆筒30向上而非向下延伸，基本柔性的膜14可使用向上延伸的立柱，所述立柱安装在向上延伸的中心圆筒中。类似地，如果单向阀的基本刚性的部分12包括通过其中心部24的孔，而非向下延伸的中心圆筒30，基本柔性的膜14可包括按钮或其它凸部(protrusion)，所述按钮或其它凸部安装在所述孔中或延伸通过所述孔，以将基本柔性的膜14附连至基本刚性的部分12。诸如铆钉或螺钉的机械紧固件也可用于将基本柔性的膜14附连至单向阀的基本刚性的部分12。因而，其它适合的设备或结构可用于将基本柔性的膜14附连至单向阀的基本刚性的部分12。

现参考图3，单向阀10包括连接至基本刚性的顶盖12的基本柔性的膜14，从而各基本柔性的辐条36大体设置在两个基本刚性的辐条22之间并大体与其中一个局部辐条28相对齐。应当理解的是，基本柔性的膜14根据例如单向阀的预定用途可以以其它预期的取向和构造而连接至基本刚性的顶盖12。

在操作中，当正压力差作用于单向阀10时，基本柔性的膜14的皱褶区38开始时皱褶并将密封缘34的至少一部分与基本刚性的顶盖12的密封环18分离。从而允许任何适合类型的流体流动通过单向阀。根据压力差，基本柔性的辐条36的至少一部分还将密封缘34与基本刚性的顶盖12的密封环18分离。因为皱褶区38比基本柔性的辐条36更易于变形或弯曲，基本柔性的膜14大体类似伞状。由此，当单向阀处于打开位置时，皱褶区38比基本柔性的辐条36更易于弯曲或变形，从而使基本柔性的膜14呈闭合或皱褶的伞状。

有利的是，因为仅有一个皱褶区38需要皱褶以允许流动通过单向阀，因此对皱褶区38和/或基本柔性的辐条36的尺寸和构造进行操作以控制预期量流体的流动。例如，如果基本柔性的膜14被制造为基本柔性的膜14的相对较薄的部分38的厚度大体一致，则皱褶区38会大体同时和/或以相同的速率皱褶。另一方面，相对较厚的部分36和/或相对较薄的部分38的厚度可以根据单向阀的预期用途而改变。例如，如果需要或期望大量流动通过单向阀，所有的皱褶区38即使正压力差相当小也会皱褶。

如上所述，单向阀还可以是气切发声瓣膜。所述气切发声瓣膜可以设置在患者的气管开口中，所述患者在他或她的上段气管中有障碍物，所述障碍物会干扰正常呼吸。单向阀通常处在关闭位置，但是当患者吸气而允许空气可能绕过障碍物而通过气管进入肺时，单向阀打开。吸气之后，阀会再次关闭。这样可能防止呼出的空气或吸入的空气从气切发声瓣膜泄漏。因为呼出的空气不能通过气切发声瓣膜泄漏，因此呼出的空气被强制进入患者的气管，其中呼出的空气可以通过患者的声带，由此允许他或她发声。

气切发声瓣膜在许多方面类似于在前讨论的用于通气管的吸入阀。例如，图4A至图4D示出的示例性实施例的基本刚性的部分12由例如塑料的坚固及刚性的材料构成，以为气切发声瓣膜提供结构性支撑。所述示例性实施例还包括基本柔性的膜14。基本柔性的膜14在图5A和图5B中示出并由诸如硅或橡胶之类的柔性或柔韧的材料构成。基本柔性的膜14的尺寸和构造优选地设为可弯曲或变形以允许气切发声瓣膜打开及闭合。具有连接至基本刚性的顶盖12的基本柔性的膜14的气切发声瓣膜的示例性实施例在图6中示出。

更详细地如图4A至图4D所示，气切发声瓣膜的基本刚性的部分12具有类似于以上讨论的通气管的构造和设置。例如，基本刚性的部分12包括具有密封面或密封环18的基本刚性的基部16、外缘20、多个基本刚性的辐条22、多个间隙26、以及多个局部辐条28。

如图4A至4D所示，基本刚性的基部16包括隆起部(ridge)或凸缘42，所述隆起部或凸缘从基本刚性的基部16的密封环18向内延伸。隆起部42的尺寸和构造设为接触基部柔性的膜14的外缘34，以使基部柔性的膜14连接至气切发声瓣膜的基本刚性的部分12并相对气切发声瓣膜的基本刚性的部分12保持在适当的位置。例如，隆起部42有助于防止基本柔性的膜14从相对基本刚性的部分12的位置滑落或移出。应当理解的是基本柔性的膜14可以以其它适合的方式和方法附连至基本刚性的基部16。

仍然参考图4A至图4D，气切发声瓣膜的基本刚性的部分12还可以包括中心立柱44，所述中心立柱44从基本刚性的部分12的中心部24向下延伸。如同利用用于通气管的吸入阀的中心部30，气切发声瓣膜的中心立柱44用于将基本柔性的膜14附连至基本刚性的部分12。基本柔性的膜14的管套40在基本刚性的部分12的中心立柱44上滑动并包围所述中心立柱44，从而基本柔性的膜14相对基本刚性的部分12保持在适当的位置。

气切发声瓣膜的中心立柱44在其下端还包括倒钩46。倒钩46的尺寸和构造设为接触基本柔性的膜14的管套40以使基本柔性的膜14连接至气切发声瓣膜的基本刚性的部分12并相对气切发声瓣膜的基本刚性的部分12保持在适当的位置。更具体而言，倒钩46可以防止基本柔性的膜14的管套40从基本刚性的部分12的中心立柱44意外滑落。

现参考图5A和图5B，类似于上述用于通气管的吸入阀，气切发声瓣膜的基本柔性的膜14包括外缘或密封缘34、多个相对较厚的部分或基本柔性的辐条36、多个相对较薄的部分或皱褶区38、以及管套40。应当理解的是气切发声瓣膜根据例如气切发声瓣膜的特定设计和/或用途还可以具有其它适合的构造和设置。

如图5A和图5B所示，基本柔性的膜14还包括狭缝48。在所述示例性实施方式中，狭缝48设置为通过其中一个基本柔性的辐条36。然而，本领域的普通技术人员应当理解多个狭缝48可以设置为通过基本柔性的膜14，并且所述狭缝48可以设置为通过基本柔性的膜14在除了基本柔性的辐条36以外的位置。

狭缝48在存在非预期或危险量的负压力差的情况时可以作为压力释放件。例如，气切发声瓣膜允许吸入的空气通过，但可以防止呼出的空气传出。然而，如果使用所述气切发声瓣膜的患者咳嗽，咳嗽的作用力会损坏阀或强制完整的阀组件离开患者咽喉内的适当位置。如果狭缝48形成适当的大小并位于适当的位置，狭缝48在过量负压力差的情况下允许压力保持一定的平衡，而不会产生任何显著的泄漏或回流。应当理解的是可以根据例如气切发声瓣膜的预定用途而使用任何适合的数量和设置的狭缝48。还应当理解的是狭缝48可以是不需要的。

尽管根据某些优选的实施例对本发明进行了描述，然而本领域的普通技术人员清楚的其它实施例也在本发明的范围内。因而，本发明的范围确定为仅仅通过以下的权利要求进行限定。

Claims (19)

1.一种单向阀，该单向阀的尺寸和构造设为至少部分地控制流体的流动，该单向阀包括：

支撑构件，其包括中心部和外部；以及

柔性膜，其具有大体为穹形的构造，该柔性膜包括：中心部，其连接至所述支撑构件的中心部；外缘；多个相对较厚的部分，其至少部分地设置在该柔性膜的中心部和该柔性膜的外缘之间；以及多个相对较薄的部分，其至少部分地设置在该柔性膜的中心部和该柔性膜的外缘之间。

2.如权利要求1所述的单向阀，该单向阀还包括：

立柱，其从该支撑构件的中心部延伸；以及

管套，其从该柔性膜的中心部延伸；

其中，该柔性膜的管套在该支撑构件的该立柱的至少部分上滑动并包围该立柱的至少部分。

3.如权利要求2所述的单向阀，其中，该支撑构件的立柱包括倒钩，该倒钩的尺寸和构造设为防止该柔性膜的管套从该支撑构件的立柱滑落。

4.如权利要求1所述的单向阀，其中，该支撑构件还包括：

基部，其由大体为刚性的材料构成；以及

一个或多个辐条，从该基部延伸至该支撑构件的中心部，所述辐条设置为大体为穹形的构造。

5.如权利要求1所述的单向阀，其中，该支撑构件还包括：

基部；以及

一个或多个局部辐条，从该基部向该支撑构件的中心部延伸，各所述局部辐条包括端部，所述端部与该支撑构件的中心部间隔开。

6.如权利要求1所述的单向阀，其中，该支撑构件包括基部，该基部由大体为刚性的材料构成，该基部包括大体向外延伸的隆起部；

其中，该柔性膜包括外缘；并且

其中，该基部的隆起部的尺寸和构造设为通过接触该柔性膜的外缘将该柔性膜的部分保持在大体固定的位置。

7.如权利要求1所述的单向阀，该单向阀还包括在该柔性膜中的一个或多个开口。

8.一种单向阀，该单向阀包括：

柔性膜，其具有大体为穹形的构造，该柔性膜包括中心部和外缘；

支撑构件，其由大体为刚性的材料构成，该支撑构件包括中心部，该中心部的尺寸和构造设为连接至该柔性膜的中心部，该支撑构件包括外缘；

一个或多个辐条，将该支撑构件的外缘连接至该支撑构件的中心部；以及

一个或多个局部辐条，从该支撑构件的外缘延伸，而不将该支撑构件的外缘连接至该支撑构件的中心部。

9.如权利要求8所述的单向阀，其中，该支撑构件包括大体为筒状的构件，所述构件从该支撑构件的中心部延伸；并且

其中，该柔性膜包括中心凸部，所述中心凸部从该柔性膜的中心部延伸，该柔性膜的中心凸部的尺寸和构造设为连接至该支撑构件的大体为筒状的构件。

10.如权利要求9所述的单向阀，其中，该支撑构件的大体为筒状的构件包括中心倒钩，所述中心倒钩的尺寸和构造设为将该柔性膜的中心凸部保持在大体固定的位置。

11.如权利要求8所述的单向阀，其中，该支撑构件包括从该外缘延伸的凸缘，该凸缘的尺寸和构造设为通过接触该柔性膜的外缘而将该柔性膜相对该支撑构件保持在大体固定的位置。

12.如权利要求8所述的单向阀，其中，该柔性膜还包括：

一个或多个柔性的辐条，至少部分地设置在该柔性膜的中心部和该柔性膜的外缘之间；以及

一个或多个皱褶区，至少部分地设置在该柔性膜的中心部和该柔性膜的外缘之间。

13.如权利要求12所述的单向阀，该单向阀还包括一个或多个开口，所述开口设置在该柔性膜的柔性辐条中。

14.一种单向阀，该单向阀包括：

刚性帽，其包括中心部和从该中心部延伸的中心立柱；以及

柔性膜，其大体为穹形，该柔性膜包括：中心部，其尺寸和构造设为连接至该刚性帽的中心部；中心管套，其从该柔性膜的中心部延伸并且其尺寸和构造设为容置该刚性帽的中心立柱；一个或多个柔性辐条，至少部分地设置在该柔性膜的外缘和该柔性膜的中心部之间；以及一个或多个皱褶区，至少部分地设置在该柔性膜的外缘和该柔性膜的中心部之间。

15.如权利要求14所述的单向阀，该单向阀还包括突出物，该突出物从该刚性帽的中心立柱延伸，该突出物的尺寸和构造设为保持该柔性膜的中心管套接触该刚性帽的中心立柱。

16.如权利要求14所述的单向阀，该单向阀还包括刚性帽的刚性基部，该刚性基部通过一个或多个辐条连接至该刚性帽的中心部。

17.如权利要求14所述的单向阀，该单向阀还包括刚性帽的刚性基部，该刚性基部包括一个或多个局部辐条，所述辐条向该刚性帽的中心部延伸，所述局部辐条包括端部，该端部与该刚性帽的中心部间隔开。

18.如权利要求14所述的单向阀，其中，该刚性帽包括刚性基部和从该刚性基部延伸的凸缘；

其中，该柔性膜包括外缘；以及

其中，该刚性帽的凸缘的尺寸和构造设为通过接触该柔性膜的外缘将该柔性膜保持在相对固定的位置。

19.如权利要求14所述的单向阀，该单向阀还包括在柔性膜中的一个或多个开口。

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