CN104379978B - 聚合物波纹管弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于止回阀中的弹簧，所述弹簧由单件聚合物材料形成并且包括近端、远端以及定位在近端和远端之间的主体。主体包括壁、壁上的近侧开口和壁上的远侧开口，以及在近侧开口和远侧开口之间的波纹管。本发明还包括形成弹簧的方法。

Description

聚合物波纹管弹簧
技术领域
本公开涉及止回阀，并且更特别地涉及用于与止回阀一起使用的聚合物波纹管弹簧以及形成弹簧的方法。
背景技术
由于在工艺中使用的化学制品可能与金属成分不利地相互作用的风险，因此在化学输送工艺应用、例如半导体制造工艺中使用的止回阀不能包括任何金属成分。所以，包括聚合物成分的止回阀是期望的。然而布置在这些止回阀内的常规聚合物弹簧是不一致的，具有通过止回阀的化学制品的泄漏、不能适当地密封止回阀、止回阀内的部件的不对准以及低流动系数。
因此，需要用于与止回阀一起使用的改进弹簧。
发明内容
在实施例中，提供一种用于止回阀中的弹簧，其中所述弹簧由单件聚合物材料形成并且其中所述弹簧包括近端、与所述近端相对定位的远端以及定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，并且其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管。
在另一实施例中，提供一种止回阀，其中所述止回阀包括外壳以及由单件聚合物材料形成的弹簧，其中所述弹簧包括近端；与所述近端相对定位的远端；以及定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，并且其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管。
在又一实施例中，提供一种用于形成用于止回阀中的弹簧的方法，其包括提供聚合物材料以及将所述聚合物材料形成弹簧，其中所述弹簧包括近端、与所述近端相对定位的远端以及定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，并且其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管。
附图说明
实施例在附图中作为例子被示出并且不被限制。
图1包括根据本文中所述的实施例的弹簧的图示。
图2A包括根据本文中所述的实施例的止回阀的图示。
图2B包括根据本文中所述的实施例的从线A-A看到的图2A的止回阀的横截面图的图示。
熟练技术人员应当领会图中的元件为了简化和清楚而被示出并且不必按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件放大以有助于改善对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
与附图组合提供以下描述以有助于理解本文中公开的教导。以下论述将聚焦于教导的具体实现方式和实施例。该聚焦被提供以便有助于描述教导并且不应当被解释为限制教导的范围或可应用性。然而，其它教导当然可以在本申请中使用。
在叙述下面所述的实施例的细节之前，定义或阐释一些术语。术语“平均”旨在表示平均(即算术平均值)、中值或几何平均值。
当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其它变型旨在涵盖非排他性包括。例如，包括一列特征的方法、制品或装置不必仅仅被限制到那些特征，而是可以包括未明确列出或这样的方法、制品或装置固有的其它特征。此外，除非相反地明确说明，“或”表示兼或而不是异或。例如，条件A或B由下面的任一项满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)并且B为真(或存在)，以及A和B都为真(或存在)。
而且，“一”的使用用于描述本文中所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和提供本发明的范围的一般意义。该描述应当被理解为包括一个或至少一个并且单个也包括多个，反之亦然，除非清楚它表示另外含义。例如，当在本文中描述单项时，一个以上项可以用于代替单项。类似地，在本文中描述一个以上项的情况下，单项可以代替一个以上项。
除非另外限定，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和例子仅仅是示例性的并且不旨在限制。在本文中未描述的范围内，关于特定材料和处理措施的许多细节是常规的并且可以在结构领域和相应的制造领域内的参考书和其它资料中找到。
本发明提供一种用于止回阀中的弹簧。止回阀是允许流体在期望方向上流动并且防止流体在与期望方向相反的方向或反向方向上流动的阀的类型。根据本发明的弹簧在止回阀中使用以允许流体在期望方向上流动通过止回阀并且防止流体在反向方向上流动。弹簧包括任何合理的尺寸。在实施例中，弹簧具有大约2英寸到大约5英寸之间的高度，包括大约3英寸到大约4英寸之间的高度。弹簧包括大约1英寸到大约5英寸之间的直径，包括大约1.5英寸到大约4英寸之间的直径，或大约2英寸到大约3.5英寸之间的直径。
在一个特定实施例中，弹簧由单件的任何合理的聚合物材料形成。在一个示例性实施例中，聚合物材料包括含氟聚合物。预见任何合理的含氟聚合物。一种示例性的含氟聚合物包括由单体形成的均聚物、共聚物、三元共聚物或聚合物共混物，所述单体例如四氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、三氟乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚或它们的任意组合。
含氟聚合物可包括包含如上单体中的一种或多种的聚合物、聚合物共混物和共聚物，如氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯-全氟丙基醚(PFA)、聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚(MFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)和四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯(THV)。
在一个实施例中，含氟聚合物可包括聚四氟乙烯(PTFE)。在一个特定实施例中，聚合物材料可包括高纯度含氟聚合物。在另一实施例中，聚合物材料可包括100％高纯度PTFE。例如，聚合物材料可包括基本上不含任何添加剂的PTFE。如本文所用的“基本上不含”指以聚合物材料的总重量计少于约1.0wt.％，如少于约0.5wt.％，或甚至少于约0.1wt.％的添加剂。聚合物材料可以可见地显示为具有高纯度，无斑点、褪色或类似缺陷。也希望选择聚合物材料，使得聚合物材料抵抗将与弹簧接触的任何化学品的腐蚀作用。这种化学品可包括例如氟化氢、氯化氢和多种研磨浆料。还希望选择聚合物材料，使得聚合物材料在特定条件下适当操作而无聚合物材料的降解。所述条件可包括约0℃至约100℃之间的温度范围和至多约90psig的一系列表压或相对于当地大气压或环境压力的压力。也希望选择聚合物材料，使得聚合物材料满足用于使用弹簧的工业的任何现行标准，包括但不限于SemiF57(用于超纯水和液体化学品分配系统中的聚合物组分的临时说明书)。
弹簧包括近端和与近端相对定位的远端。近端和远端的每一个可以包括任何合理的尺寸，包括大约2英寸到大约3.5英寸之间的直径。近端和远端的每一个也可以包括任何合理形状的横截面。例如，近端和远端的每一个的横截面包括圆形。弹簧还包括定位在近端和远端之间的主体，其中主体包括壁。壁可以包括任何合理的平均厚度，包括大约0.01英寸到大约0.02英寸之间、例如大约0.011英寸到大约0.019英寸之间、例如大约0.012英寸到大约0.018英寸之间、乃至大约0.013英寸到大约0.017英寸之间的厚度的范围。在实施例中，壁包括大约0.015英寸到大约0.018英寸之间的平均厚度。
弹簧的主体包括在邻近近端的壁的一部分上的至少一个近侧开口和在邻近远端的壁的一部分上的至少一个远侧开口。近侧和远侧开口包括在壁上的任何合理的开口，包括孔、槽、口、缝或它们的任何组合。近侧和远侧开口的每一个包括任何合理的构造，例如圆形、卵形、矩形、方形、四边形或它们的任何组合。近侧和远侧开口的每一个也包括任何合理的尺寸。在实施例中，近侧和远侧开口的每一个包括大约0.2英寸到大约0.5英寸之间的高度。例如，近侧和远侧开口的每一个包括大约0.3到0.4英寸之间的高度。可以预见近侧和远侧开口的任何长度，条件是保持弹簧的机械完整性。
主体包括任何合理数量的近侧和远侧开口。在实施例中，在邻近近端的壁的一部分上有多个近侧开口。例如，多个近侧开口环绕邻近近端的壁的一部分或者可以包括相对于彼此的任何其它合理的取向。在另一实施例中，在邻近远端的壁的一部分上有多个远侧开口，多个远侧开口包括相对于彼此的任何合理的取向。在又一实施例中，在邻近弹簧的两个端部的壁的部分上有多个开口，使得在邻近近端和远端的每一个的壁的一部分上有一个以上的开口。在有多个开口的情况下，开口的每一个可以包括相同的形状、尺寸或相对于另一开口的取向，或者开口的每一个可以在形状、尺寸或相对于另一开口的取向上不同。开口可以平衡使得邻近弹簧的任一端部有相同数量的开口，或者开口可以不平衡使得邻近弹簧的任一端部有不同数量的开口。
在实施例中，弹簧也可以包括内腔。内腔在弹簧的主体内。内腔包括任何合理的横截面、例如圆形横截面，和任何合理的直径、例如大约1.5英寸到大约4英寸之间的直径。例如，内腔包括大约2英寸到大约3英寸之间的直径。内腔可以连续地延伸通过主体，并且在实施例中，可以延伸通过弹簧的远端以允许流体流动通过其中。在实施例中，内腔不延伸通过弹簧的近端。在又一实施例中，内腔不延伸通过弹簧的近端或远端。
在实施例中，近侧开口或远侧开口或两者可以提供到达内腔的流体连通。在特定实施例中，流体可以通过流动通过弹簧的外部进入近侧开口而进入弹簧，通过内腔，并且可以通过流出远侧开口而离开弹簧。在另一实施例中，流体可以通过流动通过弹簧的外部进入远侧开口而进入弹簧，通过内腔，并且可以通过流出近侧开口而离开弹簧。在另一实施例中，流体可以通过近侧和远侧开口两者流入或流出内腔而进入或离开弹簧。如果内腔也延伸通过远端，则近侧或远侧开口或两者可以便于通过内腔和远端的流体连通。
主体还包括在近侧开口和远侧开口之间的波纹管。波纹管可以包括允许波纹管响应环境条件的变化而变形的任何合理的构造，例如具有同心环的线圈状构造或具有折叠的手风琴状构造。例如，当暴露于压力或力或类似条件的增加、例如流体压力的增加时波纹管可以从初始位置压缩，并且当暴露于该条件的减小时波纹管也可以膨胀或返回到初始位置。当波纹管变形时，弹簧的端部和壁上的开口都可以不类似地变形。有助于限定波纹管的壁的部分包括与壁的其它部分相同的平均厚度或不同的平均厚度。
提供具有单件构造和在波纹管的任一侧包含到弹簧的结构中的开口的聚合物弹簧的一个优点是更高水平的可重复性。也就是说，包括如上所述的弹簧的止回阀在改善的密封和减小的泄漏方面具有更长期的更好的性能。在实施例中，根据本发明的止回阀包括大约250,000个周期的预期寿命。
弹簧可以包括任何合理的机构以便于期望的流体流动并且防止通过止回阀的非希望的流体流动。例如，弹簧可以包括在弹簧的近端上的密封唇边或另一突起或表面。密封唇边包括任何合理的形状，例如环绕近端的圆形。密封唇边可以包括任何合理的尺寸，例如大约2英寸到大约3英寸之间的直径。密封唇边可以从近端突出以与止回阀的外壳接合或脱离，并且这样的突起可以包括任何合理的高度，包括大约0.1英寸到大约0.2英寸之间的高度。在实施例中，近端和密封唇边离止回阀的外壳的入口比离外壳的出口更近地定位以便于在期望方向上的流体流动并且防止在反向方向上的流体流动。
密封唇边构造成与止回阀的外壳接合和脱离。例如，当弹簧的波纹管被压缩时密封唇边可以与外壳脱离。在实施例中，密封唇边的至少一部分与包括环绕外壳的入口的表面的外壳的近侧内表面相接触。在特定实施例中，近侧内表面可以包括外壳的近侧密封内表面。当在入口内没有流体时或者当在近侧的压力由于通过入口的流体流动而不足以克服止回阀的开启压力时，弹簧保持初始位置，其中波纹管膨胀并且密封唇边接触外壳的近侧密封内表面。该初始位置防止在任一方向上通过止回阀的流体流动。当例如通过流体进入入口并且挤压近端使近端暴露于等于或大于止回阀的开启压力的足够压力时，弹簧的波纹管压缩，使密封唇边从近侧密封内表面脱离并且朝着弹簧的远端移动近端。这样的运动允许流体通过流动通过近侧开口并且在实施例中也通过远侧开口而流动通过止回阀。在特定实施例中，流体也可以围绕近端流动。在另一特定实施例中，流体也可以流动通过可以延伸通过弹簧的远端的弹簧中的内腔并且通过外壳的出口。
密封唇边也可以与外壳接合。例如，当弹簧的波纹管膨胀时密封唇边可以接触外壳的近侧密封内表面。在实施例中，流体可以进入出口，表示在反向方向上的流体流动。在特定实施例中，如果内腔延伸通过远端，则流体可以通过弹簧的远端进入弹簧。由于反向方向上的流体流动引起的压力导致弹簧的波纹管膨胀，再次朝着外壳的近侧密封内表面移动弹簧的近端。这样的运动将密封唇边定位成与外壳的近侧密封内表面接触并且通过有效地密封入口和防止流体流动超出近端进入入口而防止流体在反向方向上流动通过止回阀。
如上所述的密封唇边的一个优点在于密封唇边不太可能变为与外壳的近侧密封内表面不对准。例如，与包括借助于挡板联接到弹簧的密封盘的常规止回阀设计相比，密封唇边可以与弹簧一体化。在常规止回阀设计中看到的止回阀内的密封表面的不对准导致从止回阀的流体泄漏、缺少由弹簧进行的适当密封和降低的流动系数。如上所述的一体化密封唇边的另一优点在于它是用于弹簧的单件设计的一部分，这减小活动零件的数量并且类似地降低密封表面将在止回阀内变为不对准的风险。
弹簧也可以包括任何合理的机构以将弹簧稳定在止回阀的外壳内。例如，弹簧可以包括在弹簧的远端处的引导件。引导件可以包括任何合理的构造，例如槽口、台阶、锁、接片、夹子、支架或它们的任何组合。在例子中，引导件将弹簧保持在相对于外壳的适当取向。在实施例中，引导件可以包括环绕远端的任何合理厚度的接片。例如，引导件可以包括具有大约0.1英寸到大约0.4英寸之间、例如大约0.2英寸到大约0.3英寸之间的的平均厚度的接片。引导件也可以包括任何合理的直径，包括大约2英寸到大约3英寸之间的直径，例如大约2.5英寸到大约3.5英寸之间的直径。在特定实施例中，引导件的直径可以大于密封唇边的直径。例如，引导件可以包括大约0.5英寸到大约1英寸之间的直径，例如大约0.15到大约0.3英寸之间的直径，大于密封唇边的直径。
引导件可以使用任何合理的手段将弹簧稳定在外壳内。例如，引导件可以接触外壳的远侧内表面。在实施例中，引导件接触或抵靠环绕外壳的出口的外壳的第一远侧内表面。在特定实施例中，引导件也接触或抵靠环绕弹簧放置在其中的外壳的内室的第二远侧内表面。通过抵靠远侧内表面之一或两者，当波纹管压缩或膨胀时并且当流体流动通过止回阀时引导件能够使弹簧保持稳定。例如，当弹簧的波纹管压缩时，弹簧的远端抵靠远侧内表面之一或两者用摩擦力保持稳定以允许流体流动通过外壳的入口、弹簧的近侧和远侧开口并且在一些实施例中通过弹簧的内腔和通过远端。当弹簧的波纹管膨胀时，弹簧的远端保持抵靠远侧内表面之一或两者，同时密封唇边接触环绕入口的外壳的近侧密封内表面。如上所述的引导件的优点在于弹簧(相关地，密封唇边)不太可能在外壳内变为不对准，这减小从止回阀的流体泄漏的风险和不适当地密封止回阀的风险，并且增加止回阀的流动效率。另一优点在于作为弹簧的一体化特征的引导件不需要与外壳的任何附加机械或化学联接以适当地稳定弹簧。
本发明也涉及一种止回阀，其包括外壳和包含在外壳内的如上所述由单件聚合物材料形成的弹簧。止回阀包括任何合理的尺寸，例如大约1英寸到大约5英寸之间的尺寸，例如大约2英寸到大约4英寸之间的尺寸，或例如大约2.5英寸到大约3.5英寸之间的尺寸。在实施例中，止回阀包括2英寸止回阀，其可以用于各种工业中，包括半导体制造工艺工业。止回阀也包括任何合理的材料。例如，类似于弹簧，外壳包括聚合物材料、例如含氟聚合物。在特定实施例中，外壳包括高纯度含氟聚合物，包括高纯度PTFE。止回阀也可以包括任何其它合理的参数。例如，止回阀可以包括衡量止回阀允许流体流动通过止回阀的效率的流动系数值Cv。在实施例中，止回阀可以包括至少35、例如至少36、至少37、至少38、至少40或至少42或乃至至少45的流动系数值。在特定实施例中，止回阀可以包括至少40、例如大约35到大约40之间的值的范围的流动效率值。止回阀也可以包括开启压力参数。例如，止回阀可以包括衡量允许流体流动通过止回阀的阈值计示压力的开启压力值。在实施例中，止回阀可以包括大约0.5psig到大约1.0psig之间、例如大约0.5psig到大约0.9psig之间、或大约0.5psig到大约0.75psig之间、或大约0.6psig到大约1.0psig之间、或大约0.75psig到大约1.0psig之间的开启压力范围。
外壳包括流体可以流动通过的入口，例如通道、管或内腔。在特定实施例中，流体通过流动通过入口而进入止回阀。外壳也包括出口，所述出口可以包括与入口相同或不同的构造。在特定实施例中，流体通过流动通过出口而离开止回阀。外壳还包括定位在入口和出口之间的内室并且内室也可以包括通道、管或内腔。在实施例中，如上所述的弹簧定位在内室内。在特定实施例中，内室的直径可以小于入口、出口或入口和出口两者的直径。在另一实施例中，内室的直径可以大于入口、出口或两者的直径。第一远侧内表面可以出现在内室和出口相交处，这样的第一远侧内表面用于与弹簧的引导件进行接触，如上所述。内室的直径可以限定弹簧的引导件也可以抵靠的第二远侧内表面，如上所述。近侧内表面、例如近侧密封内表面也可以出现在入口和内室相交处。该近侧密封内表面可以用于与弹簧的密封唇边进行接触，如上所述。
参见用于形成用于止回阀中的弹簧的方法，可以提供用于形成弹簧的聚合物材料。可以使用任何合适的聚合物材料，包括含氟聚合物、例如PTFE，并且在特定实施例中，可以使用高纯度含氟聚合物。可以取决于弹簧将暴露的环境条件和弹簧必须符合的工业标准选择聚合物材料。在实施例中，弹簧将由单件被选择聚合物材料形成。在另一实施例中，弹簧将由一件以上的被选择聚合物材料形成以产生具有最后特征、例如壁上的开口的弹簧，如上所述。聚合物材料可以采用任何合理的初始形式。例如，聚合物材料可以初始包括粉末或其它颗粒形式，其被压缩模制以制备用于形成的材料。
聚合物材料然后使用任何合理的方法形成弹簧。形成弹簧包括形成弹簧的近端和远端，在近端和远端之间具有壁的主体，如上所述的壁上的近侧和远侧开口，以及波纹管。在一些情况下，形成弹簧也包括形成主体内的内腔使得近侧和远侧开口可以提供到达内腔的流体连通。在特定实施例中，内腔形成为延伸通过远端。在另一实施例中，弹簧形成为包括密封唇边和引导件，如上所述。聚合物材料可以通过机加工形成以产生根据本发明的弹簧。可以预见任何合理的机加工。
参见图1，提供弹簧的图示。弹簧100包括任何合理的聚合物材料，包括含氟聚合物、例如高纯度PTFE。弹簧100由单件聚合物材料形成。弹簧100包括近端110和与近端110相对的远端120。弹簧100也包括定位在近端110和远端120之间的主体117。主体117包括平均厚度115和由聚合物材料形成的壁113。
主体117包括在邻近近端110的壁113的一部分上的近侧开口130。图1显示邻近近端110的两个近侧开口130，但是应当理解在本发明中可以包括任何数量的近侧开口130。尽管示出为卵形，但是近侧开口130的每一个可以包括任何合理的形状、尺寸和相对于另一近侧开口130的取向。主体117也包括在邻近远端120的壁113的一部分上的远侧开口140。图1示出邻近远端120的一个远侧开口140，但是也应当理解在本发明中可以包括任何数量的远侧开口140。在实施例中，近侧开口130的数量等于远侧开口140的数量。在另一实施例中，近侧开口130的数量不等于远侧开口140的数量。尽管示出为卵形，但是远侧开口140的每一个可以包括任何合理的形状、尺寸和相对于另一远侧开口140的取向。远侧开口140可以类似于或不类似于近侧开口130。
主体117还包括在近侧开口130和远侧开口140之间的波纹管150。波纹管150可以包括任何合理的构造，例如具有同心环的线圈状构造，如图1中所示，或具有折叠的手风琴状构造。波纹管150能够响应环境条件的变化而变形。例如，当暴露于压力或力或类似条件的增加、例如流体压力的增加时波纹管150可以从包括初始高度155的初始位置压缩到具有小于初始高度155的高度的位置。当暴露于相同条件或不同条件的减小时波纹管150也可以膨胀或返回到初始位置、例如初始高度155。当波纹管150变形时，近端110、远端120、近侧开口130和远侧开口140可以不类似地变形。类似地，当波纹管150压缩时，波纹管150可以不在另一尺寸上变形。例如，当波纹管150变形时波纹管150不在直径上增加或减小。有助于限定波纹管150的壁113的部分包括与壁113的其它部分相同的平均厚度115或不同的平均厚度115。
弹簧100也可以包括内腔165。在实施例中，内腔165可以定位在主体117内并且可以从近侧开口130延伸到远侧开口140使得近侧开口130和远侧开口140可以提供进入或离开内腔165的流体连通。在实施例中，内腔165延伸通过远端120。
弹簧100也包括密封唇边114，如上所述。密封唇边114可以环绕近端110。密封唇边114可以包括任何合理的尺寸以使它能够接触止回阀的外壳的近侧密封内表面以密封止回阀。弹簧100也包括引导件124，如上所述。引导件124环绕远端120。尽管示出为接片，但是引导件124可以包括任何合理的尺寸以使它能够接触止回阀的外壳的一个或多个远侧内表面以稳定弹簧100。
参见图2A，提供止回阀的图示。止回阀200包括任何合理尺寸的止回阀。止回阀200包括外壳210，所述外壳可以包括任何合理的聚合物材料，包括与形成弹簧100相同或不同的聚合物材料。在实施例中，外壳210可以包括可以使用任何合理的密封手段联接在一起的一个以上部件。例如，外壳210可以包括阳部件203，所述阳部件使用任何合理的联接手段、例如突舌和凹槽设计或使用螺纹装置接合阴部件205。外壳210可以使用任何合理的手段联接到管道213和管道215以便于流体流动。例如，阳部件203可以使用螺纹轴环217联接到管道213并且阴部件205可以使用螺纹轴环219联接到管道215。外壳210联接到管道213和215以允许从管道215、通过外壳210并且朝着管道213的流体流动的方向。流体流动的该方向可以平行于所示的方向C和D并且可以是止回阀200的期望流动方向。由于止回阀200布置成防止在反向方向上的流体流动，因此止回阀200例如可以布置成防止流体通过进入管道213和离开管道215而流动通过外壳210。反向流动方向可以平行于所示的方向E和F。止回阀200可以使用任何合理的手段以防止流体在平行于方向E和F的方向上流动，包括弹簧100。
参见图2B，提供从线A-A看到的止回阀200的横截面图的图示。止回阀200包括在外壳210的内室240内的弹簧100。如图所示，弹簧100定向成使得近端110更靠近外壳210的入口220，而远端120更靠近外壳210的出口230。这样的取向便于止回阀200的流体流动的期望方向使得流体经由使用螺纹轴环219联接到阴部件205的管道215进入入口220，流动通过外壳210，并且朝着使用螺纹轴环217联接到阳部件203的管道213离开出口230。
外壳210包括内室240和入口220相交处的近侧密封内表面245。近侧密封内表面245可以包括环绕入口220的表面。密封唇边114接触近侧密封内表面245的至少一部分以提供止回阀200的密封。外壳210包括内室240和出口230相交处的第一远侧内表面247。第一远侧内表面247可以包括环绕出口230的表面。外壳210也包括可以环绕内室240的第二远侧内表面249。引导件124接触第一远侧内表面247或第二远侧内表面249或两者的至少一部分以将弹簧100稳定在外壳210内。例如，弹簧100在外壳210内定向成使得弹簧100的纵轴线平行于外壳210和止回阀200的纵轴线。弹簧100的这样的取向最大化通过止回阀200的流动并且最小化从止回阀200的流体泄漏的风险。如果例如响应流体流动或止回阀200的其它破坏弹簧100的取向将变化使得弹簧100的纵轴线不平行于外壳210的纵轴线(例如，相对外壳210的纵轴线成非零角)，则弹簧100的改变取向会增加从止回阀200的流体泄漏的风险和降低止回阀200的流动系数。然后引导件124通过抵靠远侧内表面247和249之一或两者而提供外壳210内的弹簧100的稳定，以最小化弹簧100将在外壳210内变为不对准的风险。
止回阀200可以使用弹簧100允许流体在期望方向、例如平行于方向C和D的方向上流动。在实施例中，流体可以通过入口220经由管道215进入外壳210。流体将压力施加到近端110。如果压力不超过止回阀200的开启压力、例如大约0.5psig到大约1.0psig的开启压力范围，则近端110不移动并且密封唇边114保持与近侧密封内表面245密封接触。如果压力超过开启压力，则近端110和密封唇边114朝着远端120移动，该运动通过响应压力而波纹管150的变形(例如，压缩)得以实现。流体流动通过近侧开口130中的至少一个并且也可以流动通过远侧开口140中的至少一个。弹簧100可以包括内腔165，所述内腔延伸通过远端120并且近侧开口130和远侧开口140提供到达所述内腔的流体连通。流体流动通过内腔165并且可以通过远端120离开弹簧100。远端120不响应流体流动或波纹管150的运动而移动，原因是引导件124将远端120稳定在外壳210内。弹簧100的稳定性使止回阀200能够具有更高的流动系数，例如至少35的流动系数，并且最小化弹簧100将在外壳210内变为不对准的风险，所述风险会导致从止回阀200的流体泄漏的增加风险。流体通过出口230朝着管道213离开外壳210。当由流体施加的压力降到低于开启压力时，波纹管150朝着近侧密封内表面245移动近端110和密封唇边114以密封止回阀200。例如，波纹管150膨胀返回到初始位置、例如初始高度155，使密封面114与近侧密封内表面245接触。
止回阀200可以使用弹簧100防止流体在反向方向、例如平行于方向E和F的方向上流动。在实施例中，流体可以通过出口230经由管道213进入外壳210并且可以流入弹簧100中。例如，流体可以通过延伸通过远端120的内腔165流入弹簧100中。然而防止流体流动超出近端110，原因是波纹管150膨胀以使密封唇边114与近侧密封内表面245接触从而使入口220与内室240密封隔离。阻止流动超出近端110，流体也不通过入口220流动到管道215并且止回阀200不允许在反向方向上的流体流动。
为了清楚起见在独立实施例的上下文中的本文中所述的某些特征也可以在单实施例中组合地被提供。相反地，为了简洁起见在单实施例的上下文中所述的各特征也可以独立地或以任何子组合被提供。此外，对以范围叙述的值的引用包括该范围内的每一个值。
上面已关于具体实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可以导致任何益处、优点或解决方案产生或变得更明显的任何(一个或多个)特征不应当被理解为任何或所有权利要求的关键的、需要的或必要的特征。
本文中所述的实施例的说明书和图示旨在提供各实施例的结构的一般理解。说明书和图示不旨在用作使用本文中所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的穷尽和全面描述。独立实施例也可以在单实施例中组合地被提供，并且相反地，为了简洁起见在单实施例的上下文中描述的各特征也可以独立地或以任何子组合被提供。此外，对以范围叙述的值的引用包括该范围内的每一个值。熟练技术人员仅仅在阅读该说明书之后可以显而易见许多其它实施例。其它实施例可以被使用并且从本公开导出，使得可以进行结构替代、逻辑替代或另一变化而不脱离本公开的范围。因此，本公开应当被视为示例性的而不是限制性的。

Claims (23)

1.一种用于止回阀中的弹簧，其中所述弹簧由单件聚合物材料形成并且其中所述弹簧包括：
近端；
与所述近端相对定位的远端；以及
定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管，并且其中所述波纹管与所述近端及所述远端是间隔开的。
2.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述聚合物材料是含氟聚合物。
3.根据权利要求2所述的弹簧，其中所述聚合物材料是聚四氟乙烯(PTFE)。
4.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述弹簧还包括在所述主体内的内腔并且其中所述近侧开口和所述远侧开口提供到达所述内腔的流体连通。
5.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述止回阀具有大约1英寸到大约5英寸的尺寸。
6.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述止回阀包括至少35的流动系数值。
7.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述止回阀包括大约0.5psig到大约1.0psig之间的开启压力范围。
8.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述壁具有大约0.01英寸到大约0.02英寸之间的平均厚度。
9.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述弹簧包括构造成与所述止回阀的外壳接合和脱离的密封唇边。
10.根据权利要求9所述的弹簧，其中当所述波纹管压缩时所述密封唇边与所述外壳脱离以允许流体流动通过所述止回阀并且通过所述近侧开口和所述远侧开口。
11.根据权利要求9所述的弹簧，其中当所述波纹管膨胀时所述密封 唇边与所述外壳接合以防止流体流动通过所述止回阀。
12.根据权利要求1所述的弹簧，其中所述弹簧包括引导件以将所述弹簧稳定在所述止回阀的外壳中。
13.一种止回阀，其包括：
外壳；以及
包含在所述外壳内的弹簧，其中所述弹簧由单件聚合物材料形成，其中所述弹簧包括近端；与所述近端相对定位的远端；以及定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管，并且其中所述波纹管与所述近端及所述远端是间隔开的。
14.根据权利要求13所述的止回阀，其中所述聚合物材料是含氟聚合物。
15.根据权利要求14所述的止回阀，其中所述聚合物材料是聚四氟乙烯(PTFE)。
16.根据权利要求13所述的止回阀，其中所述弹簧还包括在所述主体内的内腔并且其中所述近侧开口和所述远侧开口提供到达所述内腔的流体连通。
17.根据权利要求13所述的止回阀，其中所述止回阀包括至少35的流动系数值。
18.根据权利要求13所述的止回阀，其中所述弹簧包括构造成与所述外壳接合和脱离的密封唇边。
19.根据权利要求18所述的止回阀，其中当所述波纹管压缩时所述密封唇边与所述外壳脱离以允许流体流动通过所述止回阀并且通过所述近侧开口和所述远侧开口。
20.根据权利要求18所述的止回阀，其中当所述波纹管膨胀时所述密封唇边与所述外壳接合以防止流体流动通过所述止回阀。
21.一种用于形成用于止回阀中的弹簧的方法，其包括：
提供聚合物材料；以及
将所述聚合物材料形成弹簧，其中所述弹簧包括近端、与所述近端相对定位的远端以及定位在所述近端和所述远端之间的主体，其中所述主体包括壁，其中所述主体包括在邻近所述近端的所述壁的一部分上的近侧开 口和在邻近所述远端的所述壁的一部分上的远侧开口，其中所述主体还包括在所述近侧开口和所述远侧开口之间的波纹管，并且其中所述波纹管与所述近端及所述远端是间隔开的。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物材料是含氟聚合物。
23.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述聚合物材料包括机加工所述聚合物材料。
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