CN105339712B - 具有引导的稳定阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀，该阀包括阀罩(2)和布置在所述阀罩中的纵向可移动阀体(1)，其中，阀罩具有至少两个引导凹槽(3)，布置在阀体上的辅助引导装置(4)从外部与所述至少两个引导凹槽相接合。引导凹槽被形成为使得它们在辅助引导装置的辅助下限定阀体的平移和旋转组合移动，以便打开或关闭阀。

Description

具有引导的稳定阀

技术领域

本发明涉及一种阀，该阀包括布置在所述阀中的纵向可移动阀体，其中，阀罩具有至少两个引导凹槽，布置在阀体上的辅助引导装置从外部与所述至少两个引导凹槽相接合。引导凹槽形成为使得它们在辅助引导装置的辅助下限定阀体的平移和旋转组合运动，以便打开或关闭阀。

背景技术

阀通常被定义为用于切断或调节流体(液体和气体)的流动的部件。为了该目的，借助于关闭构件(阀体)中断或减少流动，因为关闭构件全部或部分关闭流体流经的开口。因此，这样的阀不仅适于切断材料流，而且还适用于控制流体流。

在大多数阀中，通过移动阀罩内部的阀体而发生打开和关闭。在该背景下，US2009/0229671A1公开了一种一次性连接器，该一次性连接器被设计用于流体的无菌传递，并且在该一次性连接器中，阀体的移动选择性地被引导并且被限制。从所谓的卡口锁已知该类型的引导移动。为此目的，一种块体(nub)、锥体或销在引导狭缝或引导凹槽中移动，以便打开和关闭阀。结果，旋转运动与轴向方向上的移动相关联。在这种情况下，块体用于受引导移动以及用于阀罩内部的阀体的固定。

EP 2292297 A1公开了一种阀，在关闭状态下，该阀借助阀罩上的心轴连接到阀体。因此，心轴被用作附加安全装置，以便将阀保持在关闭状态下。类似于US 2009/0229671A1，根据EP 2292297 A1的阀借助于一种类型的卡口锁在关闭状态与打开状态之间以受引导的方式移动。

然而，取决于阀的使用，不同的需求由功能参数构成。在上述通路阀中，可能发生的是，当阀体在轴向上受到过量压力时，尽管存在引导块体，但是所述阀体从阀罩被压出。而且，许多卡口引导，尤其是它们是通过手工操作的情况下，它们不允许单独流动移动，因为阀体借肋于在阀出口处的旋转和拉动的复杂过程而在阀罩内部移动。

因此，本发明的目标是提供一种阀，借助该阀来避免或更确切地说显著减少从现有技术获知的缺点。

发明内容

该工程目标借助于一种阀来实现，该阀包括阀罩和布置在所述阀罩中的纵向可移动阀体，其中，阀罩具有至少两个引导凹槽，布置在阀体上的辅助引导装置从外部与所述至少两个引导凹槽相接合，并且其中，引导凹槽形成为使得它们在辅助引导装置的辅助下限定阀体的平移和旋转的组合移动，以打开或关闭阀。与以空心活塞的形式的阀体相反，本发明的阀体具有从阀出口到端面的连续孔。连续孔在整个长度上具有恒定截面，具有朝端面减小的截面，或具有朝阀出口减小的截面。

术语“辅助引导装置”被定义为能附接到阀体并且能与引导凹槽相接合的任意类型的辅助装置。结果，防止阀体被旋出或拔出。此外，外部安装的辅助引导装置还提供控制杆，该控制杆导致整个阀的更大稳定性。在可手动操作的实施例中，控制杆也导致可操作性提高，因为通过控制杆扩大了操作面积。辅助引导装置可以经引导凹槽连接到阀体，或它们也可以自由地位于引导凹槽中，与阀体相隔微小距离，并且可以仅在阀的出口侧上连接到阀体。

辅助引导装置的另一个正面效果是，即使阀体的端面上的压力较高，也防止阀体从阀罩迸出。在这种情况下，确切地说，外部地位于阀体上的辅助引导装置的这一特殊布置已经被证明为是安全装置，当对阀施加压力时，该安全装置将阀体保持在罩内。该正面作用尤其是当阀体的端面关闭并且当辅助引导装置的连接借助于引导凹槽关闭时产生。

在该背景下，术语“引导凹槽”被定义为阀罩中的开口，辅助引导装置与所述开口接合。引导凹槽可以被形成为凹槽或狭缝。因此，伸长的凹部被称为典型凹槽，而狭缝表示阀罩中的连续的开口。相应地，引导凹槽形成为凹部或狭缝。

然而，形状被指定到这样的程度，即：阀体的最终受引导移动总是导致组合的平移和旋转移动。刚体相对于参照系通常具有六个可能的移动，即所谓的自由度。关于运动的6个可能的自由度，即，3个平移自由度和3个旋转自由度，取决于阀的任务，这6个可能的移动自由度以不同的方式受到限制，使得轴向引导或螺纹代表常规措施。然而，这些措施通常导致装置的所不期望的复杂性并且意味着制造上的额外的精力。因此，本发明的另一个优点是，运动自由度可以通过利用辅助引导装置的辅助的组合的平移和旋转移动进行限制并且导致阀体的定向移动。在附加实施例中，阀体的旋转移动以≤120°的角度发生，优选以在30°与90°之间的角度发生，甚至更优选以在40°与70°之间的角度发生。然而，该特征也取决于阀罩中的引导凹槽以及阀体上的辅助引导装置的精确数目和布置情况。而且，材料和特定应用也代表重要标准。

此外，凹槽内的封闭引导不再允许任何卡住或堵塞，这又是一个代表巨大改善的特征。特别有利的是，阀体的移动同时以平移和旋转方式发生。本发明的阀的初始模型以这样的方式起作用，即在打开阀之后，阀体在第一移动步骤中以旋转方式移动，然后在第二步移动步骤中沿轴向方向被拔出。就可操作性以及堵塞或卡住的风险两个方面而言，仅两个移动步骤的组合单独并不及根据本发明的解决方案(其中，仅发生组合的流动移动)方便。该特征则在操作性上具有附加的正面作用，因为阀体移动起来容易得多。

在一个实施例中，阀罩具有环绕引导凹槽的加强材料区。该加强可以被设计为例如以环绕凹槽的边缘的卷边(bead)的形式。结果是在边缘区域中的隆起，该隆起导致凹槽本身的稳定性并且导致可移动地布置在所述凹槽中的辅助引导装置的稳定性。作为替代方案，可以在引导凹槽附近加强阀罩的整个外周。

在本发明的另一个实施例中，阀体具有附加辅助引导装置，该附加辅助引导装置从内部与引导凹槽相接合并且被布置成与从外部接合的辅助引导装置相对。为此目的，这些附加辅助引导装置被牢固地连接到阀体，并且取决于阀的大小和材料，在将阀体引入到阀罩中之前，这些附加辅助引导装置被牢固地连接到阀体，或在将阀体插入到阀罩中之后，通过引导凹槽从外部将这些附加辅助引导装置安装到阀体上。取决于阀的材料和大小，附加辅助引导装置能被胶合、喷涂、螺接或以其它方式紧固至阀体。作为替代方案，所述附加辅助引导装置连同阀体形成制造单元，例如由合成塑料材料制成的注射模制成形零件。

由于从内部布置的附加辅助引导装置，阀甚至更加稳定，并且在罩内部的阀体的引导从内部进行支撑。同时，外部和内部的辅助引导装置可以在引导凹槽内部彼此紧密接触或可以略隔开，或可以并排布置在凹槽中，使得它们略偏移。该特征也取决于阀的材料和大小。

在优选实施例中，附加辅助引导装置具有块体形状。在该背景下，术语“块体形状”被理解为意指小的(优选圆形的或筒状)隆起。因此，锥体或销作为附加辅助引导装置也是可能的。所有这些形状具有的共同的唯一特征在于，它们本身很好地协助了引导凹槽内部的流动移动。而且，借助于附加辅助引导装置，将阀体保持在引导凹槽中。

在另一个实施例中，阀体包括阀出口，并且辅助引导装置在至少面对阀出口的一侧上具有与阀体的稳定连接。在这种情况下，该类型的连接则也在很大程度上取决于阀的大小和材料。阀出口根据期望的端口成形，使得可以连接软管或导管。阀入口甚至可以根据设计来形成。然而，本发明的阀优选用于容器并且在结构上一体化到所述容器，使得阀入口位于容器的内侧上。

在优选实施例中，辅助引导装置与阀体之间的稳定连接包括焊接连接、螺纹连接、夹子连接或形锁合连接。对于由合成塑料材料制成的阀，焊接连接或胶合连接是优选的。作为替代方案，阀体可以与辅助引导装置一起被制造为注射模制成形零件并且因此被看作结构单元。当阀由例如不锈钢的较硬的材料制成时，辅助引导装置与阀体之间的连接优选被制成螺纹连接或插头连接。也能够的是，使用不仅是合成塑料材料也可以是其它材料制成夹子连接。

在另一个实施例中，辅助引导装置在每种情况下由多达3个零件组成。辅助引导装置(其从外部与引导凹槽相接合)和附加辅助引导装置两者可以作为例如独立的部件存在，并且可以借助于螺钉、销、夹钳、夹子或其它附加部件而连接到阀体。取决于整个阀的材料，由几个零件组成的设计可以代表特别优选的设计。在由不锈钢制成的阀的情况下，由于缺乏材料的柔性，不可能将阀体连同辅助引导装置推入到阀罩。因此，三个零件的结构特别适合于不锈钢的实施例。在该背景下，优选实施例省掉了从内部设置附加辅助引导装置，因为从外部附接的辅助引导装置经引导凹槽(例如借助于心轴或螺纹连接)而连接到阀体。为此目的，在阀体上设置螺纹或开口，并且可以将螺杆引入到螺纹中，或可以将销从外部引入到开口中。因此，省去了附加辅助引导装置。

在附加实施例中，阀包括阀室，该阀室在关闭状态下借助于两个密封朝外部密封。因此，在关闭状态下，密封确保阀室仅朝向罩的内部敞开。相反，通过打开阀来提供到外部的通道。因此，在打开状态下，位于离阀出口较远处的密封暴露，而位于离阀出口较近处的密封朝外部封闭阀室。

在优选实施例中，密封在多组分(multi-component)注射模制成型系统中施加于阀体。因此，两个密封几乎直接形成在阀体上并且同时联合起来形成单个部件。在原本常规密封圈的情况下，由于在打开和关闭时的机械载荷，这些密封圈可在阀罩的内部容易地互锁。相反，一件式设计(其中，阀室连同两个密封一起作为注射模制成型零件安装在阀体上)不提供将使得能够实现密封的互锁或移位的接合表面。

在另一个实施例中，阀由合成塑料材料制成。在特殊实施例中，阀由如下材料制成：一种或多种热塑性塑料，所述一种或多种热塑性塑料选自由聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、共聚多酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)或苯乙烯丙烯晴(SAN)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)构成的组；弹性体，所述弹性体选自由乙烯丙烯二烃单体(EPDM)和液体硅橡胶(LSR)构成的组；热塑性弹性体(TPE)，优选尿烷基的或苯乙烯嵌段共聚物的形式；多组分塑料，所述多组分塑料选自聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的混合物、聚丙烯(PP)和热塑性弹性体的混合物、聚碳酸酯和热塑性弹性体的混合物、以及丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)和聚丙烯(PP)的混合物。

如上所述，对合成塑料材料的选择取决于阀的预期应用及其制造方法的成本两个方面。在特殊实施例中，阀被设计为一次性制品，使得仅单独出于成本相关的原因，人们熟知的热塑性塑料聚乙烯或聚丙烯用于此类应用。在多组分塑料的情况下，可以将期望的材料属性进行组合。因此，其中尤其使用聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的多组分系统构成优选实施例。

在附加实施例中，以注射模制成型工艺(优选多组分注射模制成型工艺)、通过挤出、通过对塑料坯料进行机械加工、优选通过车削和/或铣削、或借助于选自真空模铸法、3D打印法、激光烧结或立体平版印刷构成的组的原型化法制成阀。

在这种情况下，对方法的选择本质上还取决于对所使用的聚合物的选择，因为并不是每种塑料同样地适用于每个生产工艺。对合成塑料材料的选择则在很大程度上取决于应用。在这种情况下，由于压力、温度、机械应力、耐化学性、灭菌和对于某些应用(例如，在医药或医疗部门中)的适合性，各个单独的加载参数起着重要作用。

在另一个实施例中，流动是径向抵靠阀体的。因此，阀室中的压力非常均匀地分布于两个密封上。因此，该特征也使得阀体更难以从阀罩迸出。

在本发明的另外方面中，阀被用作一次性产品。由于高无菌性要求，用于生产的所谓的“单次使用”产品尤其是在制药部门中、在药物中、以及还有食物部门中逐渐变得更加普遍。利用在此处所描述的阀，提供了用于一次性系统中的自动化生产过程的另一个构件。为了最小化或甚至完全消除污染，阀不仅旨在用于在现场安装，而且也尤其被用作封闭的一次性流体系统中的一体化部件，例如，作为过滤器囊体、过滤器壳体或能够进行气相沉积的混合系统上的阀。

在优选实施例中，阀可以优选通过照射灭菌或甚至更优选通过伽马射线灭菌或电子束灭菌来灭菌。在这种情况下，灭菌的类型取决于在复合系统中对阀的使用以及取决于在应用方面上期望的灭菌程度。在上述一次性解决方案的情况下，阀被作用例如过滤器囊体中的一体化部件，并且与该过滤器囊体一起被包装为复合包装，然后例如借助于伽马杀菌根据上述过程中的一个过程进行灭菌。

附图说明

本发明的其它实施例将从附图变得明显，然而，这些附图并不以任何方式限制本发明，而且仅用于示出特定实施例的目的。

图1为关闭的阀的垂直剖面图。在这个实施例中，所述阀作为部件一体化到容器中，并且该容器与阀邻接。阀体1被布置在阀罩2中。辅助引导装置4从外部与引导凹槽3相接合。附加辅助引导装置5从内部与外辅助引导装置相对。阀室8形成在密封9之间。阀借助于阀出口7连接了容器和附接系统。

图2为敞开阀的垂直剖视图。在此处，还看到，在邻接的容器中，邻接的阀罩2作为一体化部件。阀体1安装在罩中。软管或导管可以连接到阀出口7。还可以看到密封9。在这种情况下，位于离阀出口7较远处的密封暴露。因此，流体可以流经阀从容器出来或反之可以流入到容器中。

图3为连同被连续地围绕引导凹槽3加强的材料区6的阀罩2的透视图。

图4也为连同作为围绕引导凹槽3边缘的加强材料区6的阀罩2的透视图。

图5为连同辅助引导装置4和相对的附加辅助引导装置5以及密封9的阀体1的透视图。

图6为阀罩2中的阀体1的透视图。还示出了从外部接合的辅助引导装置4和位于内部的附加辅助引导装置5。

图7为具有阀体1和两个辅助引导装置4的阀的透视图，在已经将阀体1插入到阀罩2中之后，将两个辅助引导装置4从外部附接并且从外部通过引导凹槽3安装在阀体1上，作为夹子。软管或导管可以连接到阀出口7。

图8为具有辅助引导装置4的阀的透视图，辅助引导装置4各自由3个零件构成，在将阀体1插入到阀罩2中之后，将辅助引导装置4螺接至阀体1。插头连接贯穿引导凹槽3，并且该插头连接也是辅助引导装置4的关键零件并且连接到阀体1。软管或导管可以连接到阀出口7。

附图标记清单

1 阀体

2 阀罩

3 引导凹槽

4 辅助引导装置

5 附加辅助引导装置

6 加强材料区

7 阀出口

8 阀室

9 密封

Claims (13)

1.一种阀，所述阀包括阀罩(2)和布置在所述阀罩中的纵向可移动阀体(1)，其特征在于，所述阀罩(2)具有至少两个引导凹槽(3)，布置在所述阀体(1)上的辅助引导装置(4)从外部与所述至少两个引导凹槽(3)相接合，其中，所述引导凹槽(3)被成形使得所述引导凹槽(3)在所述辅助引导装置(4)的辅助下限定所述阀体(1)的组合平移和旋转移动，以便打开或关闭所述阀，并且

其中所述阀体具有从所述阀体的阀出口延伸到端面的连续的敞开孔。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀体(1)具有附加辅助引导装置(5)，所述附加辅助引导装置(5)从内部与所述引导凹槽(3)相接合，并且所述附加辅助引导装置(5)被布置成与从所述外部接合的所述辅助引导装置(4)相对。

3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述附加辅助引导装置(5)具有块体形状。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的阀，其特征在于，所述阀罩(2)在围绕所述引导凹槽(3)的区域中具有加强材料区(6)。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述阀体(1)包括阀出口(7)，并且所述辅助引导装置(4)至少在面向所述阀出口(7)的一侧上具有与所述阀体(1)的稳定连接。

6.根据权利要求5所述的阀，其特征在于，所述辅助引导装置(4)与所述阀体(1)之间的所述稳定连接是焊接连接、螺纹连接、夹子连接或形锁合式连接。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述辅助引导装置在每种情况下由多达3个零件构成。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述阀体(2)包括阀室(8)，在关闭状态下，借助于2个密封(9)朝所述外部密封所述阀室(8)。

9.根据权利要求8所述的阀，其特征在于，所述密封(9)在多组分注射模制成型系统中被施加于所述阀体(2)。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述阀由塑料材料制成。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，流动是径向抵靠所述阀体(2)的。

12.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述阀被设计成一次性产品。

13.根据权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，所述引导凹槽形成为凹部或狭缝。