CN101405528A - 具有弹性隔膜的阀 - Google Patents

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Abstract

公开了一种隔膜膜片(212)，该隔膜膜片的形状能够在装配期间弹性加载所述隔膜来为所述隔膜提供默认位置。所述隔膜膜片(212)由弹性材料制成。所述隔膜在装配期间被弹性加载以提供使所述隔膜返回默认位置的力。

Description

具有弹性隔膜的阀
相关申请
本申请与同一日提交的申请“A rocker type diaphragm valve”和“Aone piece double membrane diaphragm”相关，在此将其以参见的方式引入本申请。
技术领域
本发明涉及阀领域，且具体涉及一种改进的隔膜阀。
背景技术
提升阀可以叠置在一起形成控制系统。提升阀的宽度一般公知为层宽。减小层宽可允许更多的阀放置在同一间隔量中。一些阀，例如5/2单稳阀，要求阀在没有启动力的时候返回默认位置。用于阀的返回力通常由弹簧提供。弹簧占据空间。
因此需要一种具有默认位置而不需要分离式弹簧的隔膜提升阀。
发明内容
公开了一种隔膜，该隔膜的形状能够在装配期间弹性加载所述隔膜来为所述隔膜提供默认位置。所述隔膜由弹性材料制成。所述隔膜在装配期间被弹性加载以提供使所述隔膜返回默认位置的力。
附图说明
图1是代表性现有技术隔膜阀100的剖视图。
图2是本发明的一个示例实施例中的隔膜阀200的等轴截面图。
图3是本发明的一个示例实施例中的阀体306的等轴截面图。
图4a是本发明的一个示例实施例中的上隔膜膜片412的顶视图。
图4b是本发明的一个示例实施例中的上隔膜膜片412的截面图AA。
具体实施方式
图2-4和以下说明描述了具体示例以教导本领域技术人员如何实现和利用本发明的最佳方式。为了教导发明原理的目的，一些传统方面已被简化或省略。本领域技术人员从这些落入本发明范围内的示例可以想到变型。本领域技术人员可以想到下文描述的特征可按各种方式组合以形成本发明的多种变型。因此，本发明不限于下文描述的具体示例，而仅由权利要求及其等同物来限制。
图1是代表性3/2功能隔膜阀100的剖视图。隔膜阀100包括顶板102、底板104、阀体106、顶部隔膜片108、底部隔膜片110、顶部扣环112、底部扣环114、隔离物116、中央阀芯126、上密封面120、下密封面118、进口122和排出口124。隔膜组件包括顶部隔膜盘108、底部隔膜盘110、顶部扣环112、底部扣环114、隔离物116和中央阀芯126。隔膜组件中的部件本身是大体圆形的并且关于中心线AA对称。顶板102连接到阀体106，在顶板102和阀体106之间的间隙中捕获顶部隔膜盘108。底板104连接到阀体106，在底板104和阀体106之间的间隙中捕获底部隔膜盘110。上下密封面本身是大体圆形的，每个密封面形成于平面中。所述密封面也可以称作阀座。包含所述两个密封面的两个平面彼此大体平行。
阀100显示处在关闭或闭合位置，顶部隔膜盘108接触上密封面120，底部隔膜盘110和下密封面118之间具有间隙。底部隔膜盘110和下密封面之间的所述间隙在高度上是一致的。在闭合位置，来自出口(未示出)的流体流过底部隔膜盘110和下密封面118之间的间隙并且通过排出口124流出(如箭头E所示)。在接通位置，隔膜组件的中心部分向上移位，使得底部隔膜盘110接触下密封面118，在顶部隔膜盘108和上密封面120之间形成间隙。顶部隔膜盘108和下密封面之间的所述间隙在高度上是一致的。在接通位置，流体从进口122通过顶部隔膜盘108和上密封面120之间的间隙流入出口(未示出)。当隔膜组件的中心部分在打开位置和闭合位置之间移位时，所述两个隔膜盘弯曲或者变形。所述两个隔膜盘的变形大体上具有径向对称性。该径向对称性形成在所述两个隔膜盘内的偏转恒定的同心圆。
图2是本发明的一个示例实施例中的3/2功能隔膜阀200的等轴截面图。隔膜阀200包括顶板202、底板204、阀体206、上隔膜膜片212、下隔膜膜片220、心轴210、心轴盖208和隔离物218。顶部密封面226和底部密封面228形成于阀体206中。在本发明的一个示例实施例中，每个密封面形成于一个平面中。上隔膜膜片212具有外轮缘214和内轮缘216，所述外轮缘214连接到隔膜膜片的外边缘，所述内轮缘216连接到隔膜膜片的内边缘。下隔膜膜片220具有外轮缘222和内轮缘224，所述外轮缘222连接到隔膜膜片的外边缘，所述内轮缘224连接到隔膜膜片的内边缘。所述两个隔膜膜片上的内轮缘和外轮缘是任选的。其它方法可用于将隔膜膜片保持到阀中或保持到心轴中。例如，凹槽或沟道可形成于隔膜膜片的外边缘中，唇部或卷边可形成在装入凹槽中的顶板上。隔膜组件包括上隔膜膜片和下隔膜膜片(212和220)、心轴210、隔离物218和心轴盖208。所述隔离物是任选的或者可以一体形成到心轴中。
为了装配所述隔膜组件，上隔膜膜片212插到心轴210上。隔离物218插到心轴210上，在心轴210和隔离物218之间捕获上隔膜膜片的内轮缘216。在本发明的一个示例实施例中，心轴可插入阀体206中的中央开口230中。在本发明的其它示例实施例中，所述隔膜组件在完全装配好以前可以不插入中央开口230中。下隔膜膜片现在插到心轴210上。心轴盖208插到心轴210上且连接心轴210，在隔离物218和心轴盖208之间捕获内轮缘224。
当隔膜组件安装到隔膜阀200中时，所述两个外轮缘(222和214)分别被捕获在阀体和上板与下板(202和204)之间。在本发明的一个示例实施例中，上下外轮缘安置到形成于阀体206的顶面和底面中的凹槽中。在本发明的一个示例实施例中，顶板202和底板204通过激光焊接连接到阀体206。其它连接方法可以用于将顶板和底板连接到阀体204。
在操作中，隔膜组件在上部位置和下部位置这两个位置之间运动。隔膜228的偏转关于隔膜组件的中心大体上径向对称。在上隔膜位置(未示出)，下隔膜膜片220接触并密封底部密封面228。上隔膜膜片212的位置远离顶部密封面226，在上隔膜膜片212和顶部密封面226之间留下间隙。上隔膜膜片208和顶部密封面226之间的间隙是大体恒定的宽度(即该间隙一般是一致的)。
在下隔膜位置，上隔膜膜片212接触并密封顶部密封面226。下隔膜膜片220的位置远离底部密封面228，在下隔膜膜片220和底部密封面228之间留下间隙。
隔膜组件一般利用由先导阀流体或控制器流体(未示出)的压力产生的启动力在上部位置和下部位置之间运动。该控制器流体被引导进入上隔膜膜片212和顶板202之间的间隙中以将隔膜驱使到下部位置。该控制器流体被引导进入下隔膜膜片220和底板204之间的间隙中以将隔膜驱使到上部位置。当没有启动力施加于任一区域时，所述隔膜构造成快速弹回或返回默认位置。所述隔膜可以构造成使得该默认位置是上隔膜位置或下隔膜位置。在一些情况中，如果电源供电仍然是起作用的，那么弹性力可能强度不足以使隔膜返回默认位置。通常，电源供电也用于控制器供电，因此当没有压力进入阀时，控制器和电源都将不起作用，并且隔膜将返回默认位置。在本发明的一个示例实施例中，上隔膜膜片212由弹性材料制成，例如聚氨酯、橡胶、弹簧钢等。该弹性材料允许上隔膜膜片212装配到阀中，使得弹性隔膜材料以及与阀体206及顶板202相互作用的上隔膜膜片212的形状产生使隔膜返回默认位置的弹性力。在本发明的另一个示例实施例中，上隔膜膜片和下隔膜膜片均用于产生弹性力。下隔膜膜片可由弹性材料制成并且还具有与上隔膜膜片的曲形或碗形对准的曲形或碗形，从而在隔膜安装到阀中时帮助产生弹性力。用于使隔膜在上部位置和下部位置之间运动的方法不是重要的，可以使用除了先导阀流体以外的其它方法，例如，由线圈启动并连接到隔膜的柱塞。
图3是本发明的一个示例实施例中的阀体306的等轴截面图。阀体306形成三个端口或开口(端口322、端口328和端口324)、顶部密封面320和底部密封面318。根据阀的构造，所述端口可用作进入口、排出口或排放口。当隔膜(未示出)处于上部位置时，流体进入端口322，在上隔膜膜片和顶部密封面之间形成的间隙之间流经顶部密封面320的顶部，然后流入端口328中。当隔膜(未示出)处于下部位置时，流体离开端口328，在下隔膜膜片和底部密封面318之间形成的间隙之间在底部密封面318的下方流动，然后流入端口324中。
图4是本发明的一个示例实施例中的上隔膜膜片412的视图。在本发明的一个示例实施例中，上隔膜膜片412是大体圆形的部件。在本发明的其它示例实施例中，上隔膜膜片412的形状可以是椭圆形或矩形的。其它形状也是可能的。图4a是本发明的一个示例实施例中的上隔膜膜片412的顶视图。
图4b是本发明的一个示例实施例中的上隔膜膜片412的截面图AA。上隔膜膜片412包括外轮缘414、内轮缘416和具有厚度t的隔膜膜片411。所述外轮缘414构造成装入阀的顶板和阀体之间的间隙中。所述外轮缘帮助将隔膜组件保持在阀中的适当位置并且在隔膜组件和阀之间产生密封。隔膜膜片411沿着外轮缘414的内径连接到外轮缘414。隔膜膜片411沿着内轮缘414的外径连接到内轮缘4416。上隔膜膜片412由弹性材料制成，例如橡胶、聚氨酯、弹簧钢等。外轮缘414基本上形成于显示为AA的一个平面中。内轮缘416基本上形成于显示为BB的一个平面中，所述平面BB偏离平面AA但大体平行于平面AA。内轮缘和外轮缘之间的偏移量、隔膜膜片厚度t和隔膜材料在隔膜组件安装到阀中的时候产生使隔膜组件返回第一位置或默认位置的力。

Claims (12)

1.一种隔膜阀，包括：
构造成在第一位置和第二位置之间沿行程轴线运动的隔膜组件；
所述隔膜组件具有上隔膜膜片(212)和下隔膜膜片(220)，其中，所述上隔膜膜片和所述下隔膜膜片通过心轴(210)保持为隔开关系，至少所述上隔膜膜片由弹性材料制成。
形成顶部密封面(226)和底部密封面(228)的阀体(206)；
所述上隔膜膜片(212)构造成在所述隔膜处于第一位置时密封所述顶部密封面(226)；
所述下隔膜膜片(220)构造成在所述隔膜处于第二位置时密封所述底部密封面(228)；
连接到所述阀体(206)的顶侧的顶板(202)，其中，所述上隔膜膜片的外边缘保持在所述阀体(206)和所述顶板(204)之间；
所述上隔膜膜片(212)具有弯曲形状，其中，所述上隔膜膜片(212)的中心在由所述上隔膜膜片(212)的外边缘限定的平面下方延伸，使得在所述隔膜组件安装在所述隔膜阀中的时候，所述隔膜组件被推向第一位置。
2.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于还包括：
顶缘(214)，连接于并围绕所述上隔膜膜片(212)并且在所述阀体(206)和所述顶板(202)之间形成密封；
底缘(222)，连接于并围绕所述下隔膜膜片(220)并且在所述阀体(206)和所述底板(204)之间形成密封。
3.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，所述隔膜组件的形状基本上是圆形。
4.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，所述隔膜组件的形状基本上是椭圆形。
5.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，所述隔膜组件的形状基本上是矩形。
6.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，所述上隔膜膜片(212)由聚氨酯制成。
7.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，所述下隔膜膜片(220)由弹性材料制成并且具有弯曲形状，其中，所述下隔膜膜片的中心在由所述下隔膜膜片的外边缘限定的平面下方延伸，使得在所述隔膜组件安装在所述隔膜阀中的时候，所述隔膜组件被推向第一位置。
8.一种用于弹性加载隔膜阀的方法，包括：
将下隔膜膜片安装到心轴的第一端上；
将心轴插入阀体中的中央开口中；
将上隔膜膜片以与所述下隔膜膜片隔开的关系安装到所述心轴的第二端上，其中，所述上隔膜膜片是碗形的并且由弹性材料制成；
将顶板连接到所述阀体的顶侧，在所述顶板和所述阀体的顶侧之间捕获所述上隔膜膜片的边缘，从而使所述上隔膜膜片弹性加载到默认位置。
9.根据权利要求7所述的装配隔膜阀的方法，其特征在于，所述顶板通过激光焊接连接到所述阀体的顶侧。
10.根据权利要求7所述的装配隔膜阀的方法，其特征在于还包括：
将隔离物安装到所述上隔膜膜片和所述下隔膜膜片之间的心轴上。
11.根据权利要求7所述的装配隔膜阀的方法，其特征在于还包括：
将心轴盖安装到所述心轴上。
12.根据权利要求7所述的装配隔膜阀的方法，其特征在于还包括：
在所述顶板连接到所述阀体之前，将连接到所述上隔膜膜片的轮缘安置到形成于所述阀体的顶侧中的凹槽中，其中，所述凹槽围绕所述中央开口；
在所述底板连接到所述阀体之前，将连接到所述下隔膜膜片的轮缘安置到形成于所述阀体的底侧中的凹槽中，其中，所述凹槽围绕所述中央开口。
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