CN107850058B - 椭圆隔膜阀 - Google Patents

Abstract

一种椭圆隔膜阀具有雕刻成主体及板的面的曲面。所述曲面具有椭圆形状且在所述主体及所述板彼此接合及紧固时界定卵形或蛋状阀室，其中隔膜包夹于所述主体与所述板之间。入口及出口在由所述阀室的长度界定的相对端处界定于所述主体的所述曲面中。流道界定于所述板的所述曲面中且具有相对于所述阀室在中心定位的开口以用于所述隔膜的致动以使用最小应力或不使用应力来关闭或打开所述椭圆隔膜阀，从而以增加的精确度确保所述椭圆隔膜阀的耐久性及长寿命，同时缩减泵送操作中的流体浪费及压力尖峰。

Description

椭圆隔膜阀

相关申请案

本申请案主张来自2015年6月23日申请的名为“椭圆隔膜阀(OBLONG DIAPHRAGMVALVES)”的第62/183,249号美国临时申请案的优先权益，所述美国临时申请案的全文，包含附录，是以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及隔膜阀。更特定来说，本文中所描述的实施例涉及可用于高精确度泵以及低体积位移、高/低流动压力应用的椭圆隔膜阀。

背景技术

存在对流体由泵送设备施配的量或速率的精确控制是必要的许多应用。举例来说，在半导体制造过程中，重要的是控制例如光致抗蚀剂化学品的光化学品被施加到半导体晶片的量及速率。

用于半导体工业中的许多光化学品非常昂贵，每升的成本是一千元或更多。另外，这些化学品可在短时间内易于分解或胶凝。因此，有利的是利用最小化未使用的体积且防止其中所含有的流体停滞的泵送系统。

例如半导体制造中所使用的泵送系统的泵送系统可利用数个隔膜阀以移动过程流体或将压力施加于过程流体上。液压流体通常用以维护隔膜的一侧上的压力以致使隔膜移动，由此使过程流体位移。液压流体可在由气动活塞或步进电机驱动活塞引起的压力下放入。

现有隔膜阀的形状通常为环形或圆形。为了得到施配泵所需要的位移体积，典型隔膜阀必须具有表面积相对大的隔膜，所述表面积比入口与出口之间的面积大得多。因此，阀室常常具有大于必要体积的体积及直径相对大的圆的横截面轮廓。这可引起在施配操作之后滞留体积的处理流体留存在阀室中，其又可造成流体停滞及/或胶凝问题。此外，阀室的相对大直径可使跨越隔膜阀的压力降的控制非常困难，其又可负面地影响泵送操作中的精确度。鉴于至少这些问题，存在创新及改进的空间。

发明内容

一种隔膜(或膜片)阀通常具有：阀体，其具有两个或多于两个通口；隔膜(其也被称为膜片或薄柔性材料片，在下文中被笼统地称为隔膜)；及底座或“鞍座”，所述隔膜抵靠所述底座或“鞍座”而关闭所述阀。所述阀体可以例如塑料或金属的许多材料构造而成。

现有隔膜阀本质上是圆形—所述隔膜具有圆形形状，且所述底座是由具有类似于球体或碗状物的内表面的三维曲面的半球结构界定。本文中所揭示的实施例提供一种可用于包含高精确度泵送系统的各种应用的新且经改进的非圆形椭圆隔膜阀。

所述椭圆隔膜阀具有可被描述为非圆形、卵圆或细长的横截面轮廓，其中长度大于其宽度且无任何拐角或角度(即，所述横截面轮廓不具有发散线)。在一些实施例中，一种椭圆隔膜阀可具有第一部分及第二部分。所述椭圆隔膜阀的所述第一部分可具有雕刻成例如施配块的主体的第一端面的第一凹陷或曲面。所述椭圆隔膜阀的所述第二部分可具有雕刻成例如阀板的板的第二端面的第二凹陷或曲面。所述第一曲面及所述第二曲面具有相同或大体上相同非圆形、椭圆、卵圆或细长形状，其具有长度及宽度，其中所述长度大于所述宽度。

在所述主体及所述板彼此接合及紧固时，其中隔膜包夹于所述主体与所述板之间，所述曲面界定卵形或蛋状阀室。入口及出口在由所述阀室的长度界定的相对端处界定于所述主体的所述曲面中。流道界定于所述板的所述曲面中且具有相对于所述阀室在中心定位的开口以用于所述隔膜的致动以关闭或打开所述椭圆隔膜阀。举例来说，可通过施加真空而打开所述椭圆隔膜阀，所述真空可致使所述隔膜远离所述入口及出口，从而允许流体流动到所述阀室中及流出所述阀室。压力的施加可抵靠所述阀入口及出口而推动所述隔膜，从而防止流体流动通过所述椭圆隔膜阀且关闭所述椭圆隔膜阀。

在一些实施例中，一种系统可包含：主体，其具有第一端面；板，其具有第二端面；及本文中所揭示的椭圆隔膜阀。在一些实施例中，所述主体可为泵中的施配块的部分，且所述板可包含阀板。在一些实施例中，所述椭圆隔膜阀可具有第一部分、第二部分、阀室、入口、出口、隔膜及流道。所述阀板的所述第二端面可经结构化以耦接到所述施配块的所述第一端面，使得所述椭圆隔膜阀的所述隔膜包夹于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分与所述第二部分之间。

所述椭圆隔膜阀的所述第一部分可具有雕刻成所述主体的所述第一端面的第一曲面，且所述椭圆隔膜阀的所述第二部分可具有雕刻成所述板的所述第二端面的第二曲面。所述第一曲面及所述第二曲面可具有相同或大体上相同椭圆形状，其可具有长度及宽度，其中所述长度大于所述宽度。

所述阀室可具有由所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分中的所述第一曲面及所述第二曲面界定的体积。此外，所述阀室可具有由所述椭圆形状的所述长度界定的第一端及第二端。在一些实施例中，所述阀室可具有卵形、蛋状三维空间。在一些实施例中，所述阀室可具有非圆形形状的横截面轮廓，所述非圆形形状不具有拐角或发散线。

所述入口可界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中且紧接于所述阀室的所述第一端以用于将流体引导到所述阀室中。所述出口可界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一半部中且紧接于所述阀室的所述第二端以用于将所述流体引导出所述阀室。

所述隔膜可包夹于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分与所述第二部分之间。在本发明中，双凹面是指所述隔膜的两侧上的所述第一曲面及所述第二曲面。在一些实施例中，界定于所述主体的所述第一端面中的所述第一曲面及界定于所述板的所述第二端面中的所述第二曲面具有相同深度或大体上相同深度。

在一些实施例中，所述深度可取决于一或多个因素。因素的实例可包含但不限于使所述隔膜在所述阀室中完全地位移所需要的真空量或压力量、在所述椭圆隔膜阀的操作期间的所述隔膜上的预期应力的程度、对所述隔膜有影响的温度或温度范围、施配体积、所述隔膜的预期故障率、所述隔膜的预期寿命、所述入口的直径、所述出口的直径、所述流体的粘度，或其组合。

所述流道可界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中且可具有相对于所述阀室在中心定位的开口。可经由所述中心定位的流道而将真空或压力施加到所述隔膜以打开或关闭所述椭圆隔膜阀。在一些实施例中，所述第一曲面可界定底座，在经由界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述流道及所述开口而施加压力时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以关闭所述椭圆隔膜阀。在一些实施例中，所述第二曲面可界定底座，在经由界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述流道及所述开口而施加真空时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以打开所述椭圆隔膜阀且允许所述流体从所述入口流动到所述出口。

在一些实施例中，一种系统可进一步包含变形椭圆状O形环、第一密封通道或凹槽，及第二密封通道或凹槽。所述变形椭圆状O形环可界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中。所述第一密封通道或凹槽可具有围绕所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中的所述第一曲面的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。所述第二密封通道或凹槽可界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中。所述第二密封通道或凹槽可具有围绕所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述第二曲面的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。

在一些实施例中，所述第一密封通道或凹槽可经定尺寸以在其中收纳或以其它方式容纳所述变形椭圆状O形环。在所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述第二密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

在一些实施例中，所述第二密封通道或凹槽可经定尺寸以在其中收纳或以其它方式容纳所述变形椭圆状O形环。在所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中的所述第一密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

本文中所揭示的椭圆隔膜阀的实施例可提供许多优点。举例来说，归因于所述椭圆隔膜阀的椭圆、非圆形、卵圆或细长横截面形状，所述椭圆隔膜阀(及因此，固持于所述阀中的流体体积)的整体大小可显著地小于常规圆形隔膜阀。此缩减又可引起浪费的流体较少。所述椭圆隔膜阀的较小尺寸外型还可在配置施配块时给予较大灵活性，例如，在布置所述施配块的内部孔道或其它特征时给予较大灵活性。较小椭圆隔膜阀还可缩减所述泵的整体大小及/或允许较多阀配合于给定空间中。此外，阀入口及出口可更有利地定向，例如可缩减气泡或其它不良效应的垂直定向。

另外，所述椭圆隔膜阀具有许多新颖特征，其允许所述隔膜使用最小应力或不使用应力来关闭或打开所述椭圆隔膜阀。这些特征包含例如在所述隔膜的两侧上产生双凹面、最大化所述隔膜的一侧上的阀入口与出口之间的距离、在所述隔膜的另一侧上在中心定位流道等等。所述隔膜上的应力的缩减或消除又可确保所述椭圆隔膜阀的耐久性及长寿命，缩减在致动所述隔膜时的压力尖峰，且增加泵送操作中的精确度。所述椭圆隔膜阀还可缩减流体停滞，这又缩减或防止所述流体的降解及/或胶凝，所述降解及/或胶凝可对成品有害或甚至在所述泵中造成堵塞。

在结合以下描述及随附图式而考虑时将更好地了解及理解本发明的这些及其它方面。然而，应理解，虽然以下描述指示本发明的各种实施例及其众多特定细节，但以下描述是作为说明而非限制。可在不脱离本发明的精神的情况下在本发明的范围内进行许多取代、修改、添加及/或重新布置，且本发明包含所有此类取代、修改、添加及/或重新布置。

附图说明

包含形成本说明书的部分的随附图式以描绘本发明的某些方面。应注意，图式中所说明的特征未必按比例绘制。可通过参考结合随附图式的以下描述而获取对本发明及其优点的更完整理解，图式中相同参考编号指示相同特征。

图1描绘说明施配块、阀板及圆形隔膜阀的图解表示。

图2描绘具有由阀板中的单凹面界定的半球阀室的实例隔膜阀的横截面图的图解表示。

图3描绘根据一些实施例的实例椭圆隔膜阀的透视图的图解表示。

图4A描绘实例圆形隔膜阀的剖视图的图解表示。

图4B描绘根据一些实施例的实例椭圆隔膜阀的剖视图的图解表示。

图5A描绘实例圆形隔膜阀的横截面图的图解表示。

图5B描绘根据一些实施例的实例椭圆隔膜阀的横截面图的图解表示。

图6描绘根据一些实施例的具有主体、阀板及椭圆隔膜阀的系统的横截面图的图解表示。

图7A描绘说明由泵送系统中的圆形隔膜阀产生的实例流动图案的图解表示。

图7B描绘根据一些实施例的由泵送系统中的椭圆隔膜阀产生的实例流动图案的图解表示。

图8A描绘界定于施配块的端表面上的圆形隔膜阀的图解表示。

图8B描绘根据一些实施例的界定于主体的端表面上的椭圆隔膜阀的图解表示。

图9描绘根据一些实施例的具有多个椭圆隔膜阀的实例系统的分解图的图解表示。

具体实施方式

参考随附图式中所说明及以下描述中所详述的示范性及因此非限制性实施例来更完全地阐释本发明以及其各种特征及有利细节。可省略已知编程技术、计算机软件、硬件、操作平台及协议的描述以免不必要地混淆本发明的细节。然而，应理解，虽然详细描述及特定实例指示优选实施例，但详细描述及特定实例是仅作为说明而非限制。在基本发明概念的精神及/或范围内的各种取代、修改、添加及/或重新布置对于所属领域的技术人员来说将变得显而易见。

隔膜阀具有：阀室；隔膜(或膜片)，其安置于阀室中；及阀体，其具有两个或多于两个通口，至少一个通口连接到致动器以用于致动隔膜以打开或关闭隔膜阀。隔膜也可被称为膜片或薄柔性材料片。出于清晰而非限制起见，这些术语在本发明中被笼统地称为隔膜。

现有隔膜阀通常为圆形形状，其是由具有类似于球体或碗状物的内表面且具有类似于圆的横截面轮廓的三维曲面的半球(即，球体的一半)结构界定。此类隔膜阀在本文中被称为圆形隔膜阀。圆形隔膜阀的实例可见于2006年11月20日申请的发表为WO 2007/061956 A2的第PCT/US2006/044906号国际申请案中，所述申请案是特此以引用的方式完全地并入本文中。本文中所揭示的实施例提供可用于包含高精确度泵送系统的各种应用的新且经改进的非圆形椭圆隔膜阀。举例来说，椭圆隔膜阀可被实施为输入阀、隔离阀、阻障阀、清洗阀及通风阀，且集成到用于半导体制造中的泵送系统中的施配块中。

如图1所说明，圆形隔膜阀118可由多个片件形成且安置于施配块110(或泵体或阀体的其它部分)与阀板112之间。圈环119界定于圆形隔膜阀118周围的施配块110的端表面上以用于与O形环116一起密封。下文进一步描述此情形。

施配块110可由例如聚四氟乙烯(PTFE)或经改质PTFE的四氟乙烯的合成含氟聚合物制成。弹性体或柔性材料片114包夹于阀板112的端表面与施配块110的端表面之间。如图1所示范，单个材料片114可用以形成用于多个圆形隔膜阀的多个隔膜，但也可使用多个片。阀板112可由铝加工而成，而材料114可包含PTFE或经改质PTFE。还可使用其它合适材料。

图2描绘圆形隔膜阀200(其可为图1所展示的圆形隔膜阀118的实施例)的横截面图的图解表示。圆形隔膜阀200具有由雕刻成阀板208的端表面的单凹面界定的半球阀室218。在此实例中，圆形隔膜阀200被展示为处于打开位置，其中阀室218中的隔膜204位移，从而允许流体从入口210流动到阀室218中及流出出口212。在此实例中，入口210及出口212两者界定于施配块216的平坦端表面上。圈环224也界定于施配块216的平坦端表面上。圈环224经定尺寸或以其它方式定大小以容纳阀室218且用于与O形环222一起密封，如下文所阐释。

界定阀室218的界定于阀板208中的凹面可表示从阀室218的中心到阀室218的边缘的弧形阀座，隔膜204朝向所述弧形阀座径向地位移，所述弧形阀座呈半半球形状。由于施配块216的端表面形成用于圆形隔膜阀200的阀体的部分，故阀室218具有类似于碗状物或球体的内表面的半球形状。在圆形隔膜阀200打开时，隔膜204抵靠阀室218的半球形状而位移且适应于匹配于阀室218的半球形状。这在圆形隔膜阀200打开时消除死体积。阀室218的圆形边缘及弧形表面的恒定半径允许应力径向地及均匀地跨越隔膜204而分布。

圆形隔膜阀200可经由界定于阀板112中的流道206而致动，如图2所说明。流道206可从阀板208的侧上的阀控制入口(例如图1所展示的阀控制入口117)延行到阀室218的弧形表面中的开口207。通过经由流道206而施加阀控制气体/真空或其它压力，可实现圆形隔膜阀200的致动以致使隔膜204位移。更具体来说，凭借通过界定于阀板208中的流道206而选择性地施加真空或减压，隔膜204可位移到阀室218的半球结构中，由此致使圆形隔膜阀200(其可例如为清洗阀)打开。通过界定于阀板208中的流道206而施加的压力可致使隔膜204位移为远离阀室218的半球结构且朝向界定于施配块216中的入口210及出口212，由此致使圆形隔膜阀200关闭。圆形隔膜阀200的位移体积(以毫升或mL为单位)可为固定的。同一泵送系统中的多个圆形隔膜阀可具有相同或不同固定位移体积。

另外，可将不同量的真空/压力施加到同一泵送系统中的圆形隔膜阀。在一些情况下，可将最小量的真空或压力施加到隔膜以打开或关闭圆形隔膜阀。举例来说，可经由界定于阀板208中的流道206而将压力(例如，35磅每平方英寸(psi))施加到隔膜204以关闭圆形隔膜阀200，且可经由界定于阀板208中的流道206而将真空(例如，10Hg(汞柱英寸数))施加到隔膜204以打开圆形隔膜阀200。

在图2的实例中，阀板208连接及紧固到施配块216，其中隔膜204包夹于阀板208与施配块216之间。圈环220界定于阀板208的端表面上且经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀室218且安放O形环222。在阀板208附接到施配块216时，O形环222将隔膜204按压到界定于施配块216的端表面上的圈环224中，从而进一步密封圆形隔膜阀200。这产生密封且将隔膜204固定于适当位置中。

如上文所描述，阀室218可经定大小以允许隔膜204充分地位移以允许流体从入口210流动到阀室218中且通过出口212而流出阀室218。另外，阀室218可经定大小以最小化压力降，同时缩减位移体积。举例来说，如果阀室被制成得太浅，那么即使在圆形隔膜阀200完全地打开时，隔膜204也可针对特定应用不当地限定流体流动。然而，随着阀室218的深度增加，使隔膜204完全地位移以打开圆形隔膜阀200(即，在隔膜204完全地位移到阀室218中的位置处)所需要的最小真空量也增加，从而在隔膜204上导致额外应力。虽然阀室218可经定大小以平衡圆形隔膜阀200的流动特性与隔膜204上的应力，但此平衡动作受到隔膜阀200的圆形性质约束。

圆形隔膜阀200可以许多方式予以实施。举例来说，流道206不必在阀室218的中心且可偏心。另外，入口210及出口212可定位于在圆形隔膜阀200处于打开位置时允许流体在入口210与出口212之间流动且在圆形隔膜阀200处于关闭位置时受到限定的任何位置中。在图2的实例中，界定于施配块216中的入口210在中心位于开口207的相对侧上，其还在中心位于及界定于阀板208中。出口212被定位为偏心且相对靠近入口210。因为出口212相比于入口210较远离阀室218的中心(且因此较远离界定于阀板208中的半球结构或凹陷的中心)，所以在圆形隔膜阀200关闭时，相比于通过入口210，较小量的流体位移通过出口212。

这些通口及流道的定位可随着实施方案不同而颠倒或以其它方式变化。举例来说，在一些应用中可期望在清洗阀关闭时使较少流体位移回到施配室且使较多流体位移回到馈送室。针对入口阀，在一些应用中可期望使入口流道较靠近馈送室的中心，使得在入口阀关闭时，相比于位移回到馈送室，较多流体位移回到流体源。在一些情况下，可期望将各种阀的入口及出口布置于全异位置中以缩减在阀关闭时推动到施配室中的流体量。还可利用入口及出口流道的其它配置。举例来说，到阀的入口及出口流道两者可偏心。作为另一实例，入口及出口流道的宽度可不同，使得一个流道受到较多限定，从而在阀关闭时再次帮助致使较多流体位移通过一个流道(例如，较大流道)。

具有例如上文所描述的阀室218的半球阀室的圆形隔膜阀可具有近似恒定位移，而不管所施加的真空量如何。举例来说，具有半径为0.022英寸的半球阀室的圆形隔膜阀可使0.047毫升的流体位移；具有半径为0.015英寸的半球阀室的圆形隔膜阀可使0.040毫升的流体位移；且具有半径为0.010英寸的半球阀室的圆形隔膜阀可使0.030毫升的流体位移，即使将相同量的真空(例如，10Hg)施加到其不同大小的隔膜也如此。这允许将具有不同的可重复位移体积的多个圆形隔膜阀放置于同一阀板上。

每一此类圆形隔膜阀的大小可经选择为平衡对最小化跨越阀的压力降的期望(即，对最小化由处于打开位置的圆形隔膜阀造成的限定的期望)与对最小化圆形隔膜阀的滞留体积量的期望。即，多个圆形隔膜阀可经定尺寸以在其打开/关闭时平衡对受最小限定的流体的期望与对最小化压力尖峰的期望。遵循以上实例，较小清洗阀可最小化在清洗阀关闭时返回到施配室的滞留体积量。另外，多个圆形隔膜阀可经定尺寸以在施加阈值真空时完全地打开。举例来说，清洗阀可经定尺寸以在施加10Hg的真空时完全地打开。随着真空增加，清洗阀将不再打开。

这些多个圆形隔膜阀可针对不同功能具有不同尺寸。举例来说，清洗阀可小于其它阀，或所述阀可以其它方式定尺寸。作为特定实例，具有球面深度d为0.015英寸的半球表面的阀室可对应于半径r为3.630英寸的球体。作为另一特定实例，球面深度d为0.022英寸的阀室可对应于半径r为2.453英寸的球体。作为另一实例，内径为0.797英寸且表面积(在静止时)为0.4989平方英寸的圆形隔膜阀可界定0.12CC的阀体积(V_valve)(例如，假定V_valve＝1/6πd(3r²+d²)。在给定实例中，技术人员了解深度d与半径r之间的数学关系。

图3描绘根据一些实施例的实例椭圆隔膜阀300的透视图的图解表示。椭圆隔膜阀300可使用类似于上文参考图1的圆形隔膜阀118及图2的圆形隔膜阀200所描述的材料的材料而制成，且可操作于例如上文所引用的WO 2007/061956 A2中所揭示的尺寸外型缩减的泵的高精确度泵中。技术人员了解，本文中所揭示的椭圆隔膜阀的实施例并不限于泵应用且可在需要低体积位移及/或高/低流动压力隔膜阀的情况下使用。其它实施方案也是可能的。

在本发明内，术语“椭圆”是指细长形状。椭圆隔膜阀可具有非圆形形状且相比于例如上文所描述的圆形隔膜阀的现有阀可占据较小表面积。椭圆隔膜阀的实施例可具有卵形、卵圆、矩形、体育场形或其它非圆形形状。所属领域的技术人员应认识到，可鉴于本发明而实施许多非圆形形状。

椭圆隔膜阀的非圆形形状表示与圆形隔膜阀的圆形或球面形状的偏差。所述偏差可表现为例如从圆在一个方向上延伸且形成具有近似平行侧的椭圆的伸长。此偏差可造成阀被形成及操作的方式的基础及基本改变。举例来说，上文所描述的半球阀室的尺寸测量可在其形状偏离且不再为半球时改变。如下文所描述，椭圆隔膜阀可在许多领域中显著地改进阀操作(例如泵的阀操作)。

在一些实施例中，椭圆隔膜阀可具有阀体、阀室、入口、出口、隔膜及流道。阀体可具有第一半部及第二半部。隔膜可包夹于阀体的第一半部与第二半部之间。阀体的第一半部可具有界定于主体、块或衬底的面或端表面中的第一凹陷。阀体的第二半部可具有界定于阀板的面或端表面中的第二凹陷。

在一些实施例中，第一凹陷及第二凹陷可具有相同或大体上相同椭圆形状。椭圆形状可具有长度及宽度，其中长度大于宽度。

在一些实施例中，第一凹陷及第二凹陷可具有相同或大体上相同深度。在一些实施例中，取决于一或多个因素，深度可随着实施方案不同而变化。因素的实例可包含但不限于使隔膜在阀室中完全地位移所需要的真空量或压力量、在椭圆隔膜阀的操作期间的隔膜上的预期应力的程度、对隔膜有影响的温度或温度范围、施配体积、隔膜的预期故障率、隔膜的预期寿命、入口的直径、出口的直径、流体的粘度，或其组合。

流道可界定于阀体的第二半部中且可具有相对于阀室在中心定位的开口以用于隔膜的致动以关闭或打开椭圆隔膜阀。入口可界定于阀体的第一半部中且紧接于阀室的第一端以用于在椭圆隔膜阀处于打开位置时将流体引导到阀室中。出口可界定于阀体的第一半部中且紧接于阀室的第二端以用于在椭圆隔膜阀处于打开位置时将流体引导出阀室。

在经由界定于阀体的第二半部中的流道及中心定位的开口而施加压力以关闭椭圆隔膜阀时，隔膜使用最小应力或不使用应力而朝向第一凹陷位移且适应于匹配于第一凹陷的凹入表面。在经由界定于阀体的第二半部中的流道及中心定位的开口而施加真空以打开椭圆隔膜阀且允许流体从入口流动到出口时，隔膜使用最小应力或不使用应力而朝向第二凹陷位移且适应于匹配于第二凹陷的凹入表面。第一及第二凹陷的凹入表面(双凹面)一起形成卵形、蛋状阀室。

卵形、蛋状阀室可具有非圆形形状的横截面轮廓，非圆形形状不具有拐角或发散线。阀室的横截面轮廓可具有由非圆形形状的长度界定的第一端及第二端。阀室可具有由阀体的第一半部及第二半部中的第一凹陷及第二凹陷界定的体积(例如，深度、长度及/或宽度)。

为了密封椭圆隔膜阀，可使用变形椭圆状O形环。椭圆隔膜阀可具有界定于阀体的第一半部中的第一密封通道或凹槽，及界定于阀体的第二半部中的第二密封通道或凹槽。界定于阀体的第一半部中的第一密封通道或凹槽可具有经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀体的第一半部中的第一凹陷的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。界定于阀体的第二半部中的第二密封通道或凹槽可具有经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀体的第二半部中的第二凹陷的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。

在一些实施例中，第一密封通道或凹槽可经定尺寸以在其中收纳变形椭圆状O形环。在阀体的第一半部及第二半部彼此接合及紧固时，变形椭圆状O形环将隔膜按压到界定于阀体的第二半部中的第二密封通道或凹槽中，使得产生密封且将隔膜固定于适当位置中。替代地，第二密封通道或凹槽可经定尺寸以在其中收纳变形椭圆状O形环。在阀体的第一半部及第二半部彼此接合及紧固时，变形椭圆状O形环将隔膜按压到界定于阀体的第一半部中的第一密封通道或凹槽中，使得产生密封且将隔膜固定于适当位置中。

参考图3，椭圆隔膜阀300可具有至少部分地由雕刻成主体、衬底或块330的面或端表面的曲面界定的阀室310。另外，椭圆隔膜阀300可具有界定于块330中的入口301及出口303以用于将流动引导到阀室310中及引导出阀室310。优选地，入口301沿相对于块330的大致垂直轴定位于出口303下方且与出口303对准。替代地，入口301可沿相对于如由入口301及出口303位置所指示的垂直轴的任何角度定位于出口303下方且与出口303对准。密封通道或凹槽320可凹进到块330的面或端表面中。密封通道或凹槽320可经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀室310。

如图3所说明，入口301及出口303沿椭圆隔膜阀300的长度定位于相对端上。如图4A所说明，由于在圆或球体中不存在相对端，故从侧到侧穿过圆或球体的中心的直线被称为直径(D)而非“长度”(L)。

在图4A的实例中，圆形隔膜阀450具有界定于块430的平坦面或端表面上的阀室418、入口451及出口453。阀室418具有横截面轮廓460，其为圆形且具有直径D(例如0.797英寸)。阀室418的体积是由具有深度d及半径r(D的一半，由从由横截面轮廓460表示的圆或球体的中心到圆周的直线界定)的半球结构界定，如上文所阐释。

如图4B所说明，阀室的体积及因此阀的整体大小可在不变更入口及出口通口的位置的情况下缩减，所述位置可预界定于主体、衬底或块上，如上文所描述。举例来说，假设定位于椭圆隔膜阀400的阀室410中的入口401与出口403之间的距离(中心到进口)相同于或大体上相同于定位于圆形隔膜阀450的阀室418中的入口451与出口453之间的距离，那么椭圆隔膜阀400的整体大小小于圆形隔膜阀450的整体大小。此大小缩减是可能的，这是因为阀室410具有横截面轮廓406。

在一些实施例中，横截面轮廓406可被描述为具有由长度L及宽度W界定的椭圆、卵形、细长、矩形、体育场形、卵圆或其它非圆形形状，其中W小于L。在一些实施例中，长度L对宽度W比率可为2:1、3:1，或介于2:1与3:1之间。其它L/W比率也是可能的。作为非限制性实例，阀室410可具有0.662英寸的长度及0.258英寸的宽度。具有类似于横截面轮廓406的横截面轮廓426的密封通道或凹槽420可经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀室410。

相较于圆形隔膜阀，椭圆隔膜阀可在阀设计中占据较小或显著较小空间(例如，阀室直径约相同于或类似于椭圆隔膜阀的阀室长度的圆形隔膜阀所需要的空间的约一半)，且因此可缩减采用椭圆隔膜阀的基础装置的覆盖面积要求。作为非限制性实例，图4A的圆形隔膜阀450的阀室418可占据0.4989平方英寸的总面积及0.12毫升的体积。比较起来，图4B的椭圆隔膜阀400的阀室410可占据0.1342平方英寸的面积及0.032毫升的体积，几乎为圆形隔膜阀450的体积的四分之一。在代替多个圆形隔膜阀而使用多个椭圆隔膜阀时，此缩减可增大或甚至更显著。此外，此缩减允许较大的设计灵活性。举例来说，可代替圆形隔膜阀而使用较多椭圆隔膜阀，而不必改变基础装置的大小。额外益处可包含施配准确度的增加及由于致动阀而造成的压力尖峰的缩减。因为椭圆隔膜阀的阀室小于圆形隔膜阀的阀室，所以滞留体积也可缩减。

图5A描绘实例圆形隔膜阀550的横截面图的图解表示。圆形隔膜阀550可相同于或类似于上文所描述的圆形隔膜阀200。举例来说，圆形隔膜阀550可具有由雕刻成阀板508的端表面553的单凹面界定的半球阀室518。在此实例中，圆形隔膜阀550被展示为处于打开位置，其中阀室518中的隔膜504位移，从而允许流体从入口521流动到阀室518及流出出口512。在此实例中，入口521及出口512两者界定于施配块516的平坦端表面551上。类似于上文所描述的圆形隔膜阀200，圈环(例如圈环220、224)及O形环(例如O形环222)可用以密封半球阀室518且将隔膜504固定于适当位置中，如上文所描述。出于清晰起见，图5A中未展示这些特征。

如图5A所说明，界定于阀板508中的单凹面具有类似于碗状物或球体的内表面的半球形状。在致动(例如，经由流道506)圆形隔膜阀550时，隔膜504朝向阀板508的凹入表面553径向地位移以打开圆形隔膜阀550，或朝向施配块516的平坦表面551径向地位移以关闭圆形隔膜阀550。在这种情况下，隔膜504在圆形隔膜阀550处于打开位置时适应于半半球形状而抵靠凹入表面553，且在圆形隔膜阀550处于关闭位置时返回到平坦化形状而抵靠平坦表面551。

类似于上文所描述的圆形隔膜阀200，随着阀室518的深度增加，使隔膜504完全地位移以打开圆形隔膜阀550(即，在隔膜504完全地位移到阀室518中的位置处)所需要的最小真空量也增加，从而在隔膜504上导致额外应力。为了缩减位移体积及可由隔膜504经历的应力，将入口521及出口512定位为彼此靠近，由从入口521的中心及到出口512的中心所测量的距离d1界定。

图5B描绘根据一些实施例的实例椭圆隔膜阀500的横截面图的图解表示。椭圆隔膜阀500可相同于或类似于上文所描述的椭圆隔膜阀300或椭圆隔膜阀400。在图5B的实例中，主体510及板520可表示椭圆隔膜阀500的阀体的部分，其中隔膜530包夹于所述部分之间。主体510可由PTFE或经改质PTFE制成。同样地，隔膜530可由PTFE或经改质PTFE制成。板520可由铝加工而成。还可使用其它合适材料。

在彼此接合及紧固时，主体510的凹入端表面561处的第一凹陷及板520的凹入端表面563处的第二凹陷一起形成卵形、蛋状阀室540。类似于上文所描述的阀室310或阀室410，阀室540可具有的横截面轮廓具有非圆形、椭圆、卵圆或细长形状，其中长度大于其宽度且不具有任何拐角或角度(即，所述横截面轮廓不具有发散线)。

第一凹陷及第二凹陷中的每一者可为使用不同深度及宽度的精细隔开切口而加工或以其它方式雕刻的平滑凹入表面，其近似于向内弯曲的平滑凹入表面。如上文所描述，椭圆隔膜阀500的阀室540细长，使得其长度大于其宽度。阀室540的长度及宽度可严格地经定尺寸以容纳入口501及出口503，其沿阀室540的长度定位于相对端581、583处。不同于圆形隔膜阀550的入口521及出口512，椭圆隔膜阀500的入口501及出口503经定位为彼此尽可能远离。因而，从入口501的中心及到出口503的中心所测量的距离d2大于或显著地大于圆形隔膜阀550的入口521与出口512之间的距离d1。由于阀室540的宽度显著地小于阀室540的长度，故从入口501流动到阀室540中(例如，经由通口611，通口611经由图6所展示的配件621而紧固到主体610上)的流体被迫直接流动到出口503(例如，及经由通口613而流出，通口613经由图6所展示的配件623而紧固到主体610上)。此直接引导流动图案可缩减流体存留于阀室540中的时间且使入口501与出口503之间的连接/断开连接更有效。

在椭圆隔膜阀500关闭(例如，通过经由界定于板520中的流道505而施加压力)时，隔膜530朝向主体510的凹入表面561位移且适应于阀室540的非圆形形状。在椭圆隔膜阀500打开(例如，通过经由界定于板520中的流道505而施加真空)时，隔膜530朝向板520的凹入表面563位移且再次适应于阀室540的非圆形形状。阀室540的双凹面(其是由主体510的凹入表面561及板520的凹入表面563界定)允许隔膜530使用减压(以psi为单位)抵靠主体510的凹入表面561而推动以关闭椭圆隔膜阀500，或使用小于由单凹面阀室所需要的真空的真空(以Hg为单位)抵靠板520的凹入表面563而拉动以打开椭圆隔膜阀500。此外，阀室540的双凹面可分布且因此缩减置于隔膜530上的应力。使阀室540的相对端处的入口501及出口503隔开远离施加致动所通过的流道505的中心定位的开口507还可帮助分布且因此缩减置于隔膜530上的应力。

椭圆隔膜阀中的凹入表面的实际深度可随着实施方案不同而变化。一般来说，凹入表面越浅，固持于其中的流体体积越小。这可具有缩减浪费及压力尖峰以及缩减隔膜上的应力的技术效应。然而，流动可受到较多限定，这又可需要较多功率来泵送流体。较多泵送功率可归因于由增加的功率产生的热而加速流体的降解或以其它方式不利地影响流体。因而，椭圆隔膜阀中的凹入表面的深度可经特定地选择为实现所要操作轮廓，其可平衡许多真实世界考虑，例如浪费缩减、停滞缩减、压力尖峰缩减、应力缩减、功率消耗、热产生、流体降解、流体粘度、隔膜的长寿命等等。

在一些实施例中，凹入表面可具有相同或近似相同尺寸。这允许流体的位移体积(在椭圆隔膜阀500打开时)相同于或近似相同于滞留体积(在椭圆隔膜阀500关闭时)，而不管所施加的真空量(在椭圆隔膜阀500的操作范围中)及/或温度如何。此位移配置允许实施均一体积校正以校正在椭圆隔膜阀500关闭时可由位移体积造成的压力尖峰。

因为凹入表面界定于主体510及板520两者中，所以每一凹入表面可甚至浅于单凹面阀室中所需要的凹入表面。这意味着在关闭或打开椭圆隔膜阀500(例如，朝向/远离主体510)时隔膜530可在两个方向上较少地移动或拉伸。随着凹入阀室540的深度减低，会耗费较少真空力来使隔膜530位移到其完全打开位置，从而缩减隔膜530上的应力。此外，因为隔膜530是椭圆状且因此宽度较窄，所以隔膜530上的应力可进一步缩减。缩减隔膜上的应力可增加隔膜的寿命且可引起较不频繁的故障及缩减的维护。

阀室540可经定大小以允许隔膜530充分地位移以允许流体从入口501流动到出口503，如上文所描述。另外，阀室540可经定大小以最小化压力降，同时缩减位移体积。此外，阀室540可鉴于流体性质(例如粘度)而定大小及/或平衡所要流动特性与隔膜530上的应力。举例来说，阀室540的长度可基于入口501及/或出口503的直径或与入口501及/或出口503的直径成比例。

在确定阀室540的适当大小时可考虑其它因素。举例来说，可期望，当隔膜503在阀室540中完全地位移(在打开位置处或在关闭位置处)时，隔膜503上的应力保持低于其材料的屈服强度。

作为另一实例，可期望最小化使隔膜530在阀室540中完全地位移所需要的真空或压力。在操作中，可用以打开阀的真空量可波动。并且，隔膜材料的温度可影响使隔膜完全地位移所需要的真空量。使隔膜完全地位移可在例如半导体制造的某些应用中是重要的，在半导体制造中，施配体积必须受到准确地控制。如果可用真空压力不足以使隔膜完全地位移，那么施配体积可受到影响，这可在成品中造成缺陷。因此，在一些实施例中，阀室540可经定大小或以其它方式经定尺寸使得即使在次优条件(例如，低隔膜温度及/或低真空)下，隔膜530也在阀室540中完全地位移。

作为另一实例，阀室540可在考虑到隔膜530的预期故障率时被定大小或以其它方式定尺寸。一般来说，在使其它方面保持恒定的情况下，阀室540的双凹面越深，隔膜530上的应力将越多，这可导致隔膜530的寿命较短。因此，阀室540的双凹面可在考虑到相对于隔膜530的预期寿命的预期故障率时被特定地结构化或以其它方式配置。作为非限制性实例，阀室540可经定大小或以其它方式定尺寸使得隔膜530具有小于1％的机会(预期故障率)在1百万到2百万的循环(隔膜530的预期寿命)中出故障。

上文所描述的椭圆隔膜阀的实施例可以许多方式予以实施，用于不同应用，且体现于各种类型的装置上。作为非限制性实例，图6描绘具有主体610、阀板620及椭圆隔膜阀600的系统690的横截面图的图解表示。椭圆隔膜阀600可相同于或类似于上文参考图5所描述的椭圆隔膜阀500。在一些实施例中，系统690可为例如单级或多级泵的较大系统的部分。

如上文所描述，椭圆隔膜阀600的主体可由多个片件形成且可包含由加工或以其它方式雕刻成主体610及阀板620的端表面的凹入表面界定的双凹面阀室。弹性体膜片或材料片663包夹于主体610及阀板620的凹入表面之间，从而形成隔膜630。压力(例如，35psi)或真空(例如，10Hg)可经由阀板620上的阀控制入口650及界定于阀板620中的流道605而施加到隔膜630以关闭或打开椭圆隔膜阀600，如上文所描述。

如图6所说明，变形椭圆状O形环662可安放于界定于阀板620中的椭圆密封通道或凹槽660中。椭圆密封通道660可经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀室640。较小的较浅椭圆密封通道或凹槽664可界定于主体610中。类似于椭圆密封通道660，椭圆密封通道664可经定尺寸以围绕或以其它方式容纳阀室640。在阀板620附接到主体610时，变形椭圆状O形环662将材料663按压到椭圆密封通道664中，从而密封椭圆隔膜阀600。这产生密封且将隔膜630固定于适当位置中。替代地，椭圆密封通道664可经构造以收纳变形椭圆状O形环662，且界定于阀板620中的椭圆密封通道或凹槽660可小于及/或浅于椭圆密封通道664。在阀板620及主体610彼此接合及紧固时，变形椭圆状O形环662将材料663按压到椭圆密封通道660中，从而密封椭圆隔膜阀600且将隔膜630固定于适当位置中。

图7A描绘说明由泵送系统中的圆形隔膜阀760、762产生的实例流动图案的图解表示。圆形隔膜阀760、762中的每一者可类似于上文所描述的圆形隔膜阀。如图7A所说明，每一阀室具有圆形横截面轮廓。在圆形隔膜阀打开时，流体一般从入口(例如入口751)流动到出口(例如出口753)。然而，流动图案(例如796、798)取决于入口及出口通口在圆形阀室中定位于何处而极大地变化。

图7B描绘根据一些实施例的由椭圆隔膜阀710产生的实例流动图案799的图解表示。椭圆隔膜阀710可类似于上文所描述的椭圆隔膜阀，但此处出于清晰起见而未展示结构细节。如图7B所说明，椭圆隔膜阀710的阀室具有由长度(L)及宽度(W)界定的非圆形横截面轮廓。虽然L可近似相同于圆形隔膜阀760的直径(D)，但W显著地小于L。在椭圆隔膜阀710打开时，此宽度约束流动且迫使流体直接或大致直接从入口701流动到出口703，从而产生经引导的更细长的流动图案799，其相比于例如图7A所展示的那些流动图案798、796的圆形流动图案显著地更有效。在图7B中可看出，流动图案799的流动线紧密地隔开且大体上平行。此效率可缩减位移体积以及流体停滞，外加上文所描述的其它益处。

比较起来，图7A所展示的流动图案798、796的流动线较不紧凑且组织不好。另外，流动图案798、796的一些区域展示非常少的流动，这可导致流体停滞。停滞的流体可随着时间推移而胶凝或以其它方式降解，这可在成品中造成缺陷。

作为另一非限制性实例，图8A描绘界定于例如施配块的主体800的端表面上的圆形隔膜阀的图解表示。这些圆形隔膜阀可用作清洗阀810、隔离阀820、阻障阀830及入口阀840，其中的每一者具有界定于主体800中的通口850、860。在此实例中，通口850可连接到圆形隔膜阀的入口，且通口860可连接到圆形隔膜阀的出口。

图8B描绘界定于主体800的端表面上的椭圆隔膜阀的图解表示，其说明在结构化具有清洗阀810、隔离阀820、阻障阀830及入口阀840的主体800以代替图8A所展示的圆形隔膜阀时的显著较大的灵活性。举例来说，主体800的不同配置现在是可能的，甚至无需变更界定于主体800中的通口850、860的大小及/或位置。这是可能的，这是因为8B的椭圆隔膜阀相比于图8A所展示的圆形隔膜阀在主体800上占据较小空间，从而提供机会(其在圆形隔膜阀的情况下不存在)来添加一或多个椭圆隔膜阀。此外，入口及出口可以更有利的方式而定位，例如通过将每一出口垂直地对准在对应入口之上或上方(例如，通口860现在可连接到椭圆隔膜阀的入口，且通口850现在可连接到椭圆隔膜阀的出口)。此布置允许流体中的任何气泡或微气泡从入口流动到出口以自然地上升。此类布置还可缩减主体800所必要的尺寸外型。缩减主体800的尺寸外型可缩减成本、缩减浪费的流体，及/或改进性能。

其它实施方案也是可能的。举例来说，图9描绘根据一些实施例的具有多个椭圆隔膜阀902的实例系统900的分解图的图解表示。每一椭圆隔膜阀902可类似于上文所描述的椭圆隔膜阀。

在图9的实例中，阀板920经由安装螺钉970而安装到主体910上，其中单个材料片件930包夹于阀板920与主体910之间以形成多个隔膜。每一椭圆隔膜阀902可包含O形环960及对应密封通道或凹槽以用于密封隔膜且将隔膜固定于适当位置中，如上文所描述。主体910上的通口911、913可个别地连接到椭圆隔膜阀902的入口及出口，从而提供与系统900外部的组件的流体连接。在一些实施例中，系统900可为例如可用于半导体制造过程中的高精确度泵的较大系统的部分。

此外，阀控制入口950可将界定于阀板920中的流道连接到椭圆隔膜阀902的非圆形阀室。如上文所描述，椭圆隔膜阀902的非圆形阀室可由界定于主体910及阀板920上的凹入端表面所形成的双凹面界定。如图9所展示，每一椭圆隔膜阀902可使入口定位于出口正下方，使得流体流动从入口到出口大致向上定向。虽然入口及出口可定位于非圆形阀室的相对端处，但入口与出口之间之空间或距离可经最小化以进一步缩减连接(在椭圆隔膜阀902打开时)及断开连接(在椭圆隔膜阀902关闭时)入口及出口所需要的非圆形阀室的大小。

虽然已描述特定实施例，但这些实施例仅仅说明而非限定本发明。本文中对本发明的所说明的实施例的描述，包含发明内容及发明摘要，并不希望为穷尽性的或将本发明限于本文中所揭示的精确形式(且特定来说，包含任何特定实施例、特征或功能并不希望将本发明的范围限于此类实施例、特征或功能)。更确切地，所述描述希望描述说明性实施例、特征及功能以便使所属领域的一般技术人员理解本发明，而不将本发明限于任何特定描述的实施例、特征或功能。

虽然本文中仅出于说明性目的而描述本发明的特定实施例及实例，但所属领域的技术人员将认识到并了解，在本发明的精神及范围内的各种等效修改是可能的。如所指示，鉴于本发明的所说明的实施例的前述描述，可对本发明作出这些修改，且这些修改应包含在本发明的精神及范围内。因此，虽然本文中已参考本发明的特定实施例而描述本发明，但修改幅度、各种改变及取代希望在前述揭示内容中，且应了解，在一些例子中，在不脱离如所陈述的本发明的范围及精神的情况下，可采用本发明的实施例的一些特征而不对应地使用其它特征。因此，可作出许多修改以使特定情形或材料适应于本发明的本质范围及精神。

如本文中所使用，术语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其它变化希望涵盖非排斥性包含。举例来说，包括一系列元件的过程、物品或设备未必仅限于那些元件，但可包含未明确地列出或此类过程、物品或设备所固有的其它元件。此外，除非有明确相反叙述，否则“或”是指包含性或而非排斥性或。举例来说，以下任一者满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A及B都为真(或存在)。

另外，本文中所给出的任何实例或说明无论如何都不会被视为限定搭配其而利用的任何术语、限于所述任何术语，或表达所述任何术语的定义。代替地，这些实例或说明被视为关于一个特定实施例而描述且仅被视为说明性的。所属领域的一般技术人员应了解，搭配这些实例或说明而利用的任何术语将涵盖可能由或可能不由所述任何术语或本说明书中其它处给出的其它实施例，且所有此类实施例希望包含于所述术语的范围内。指定此类非限制性实例及说明的用语包含但不限于：“举例来说”、“例如”、“在一个实施例中”。

在本说明书内对“一个实施例”、“实施例”或“特定实施例”或类似术语的参考意味着结合所述实施例而描述的特定特征、结构或特性包含在至少一个实施例中且可能未必存在于所有实施例中。因此，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在特定实施例中”或类似术语在本说明书内每一处的相应出现未必是指同一实施例。此外，任何特定实施例的特定特征、结构或特性可以任何适当方式而与一或多个其它实施例组合。应理解，鉴于本文中的教示，本文中所描述及说明的实施例的其它变化及修改是可能的且被视为本发明的精神及范围的部分。

在本文中的描述中，提供众多特定细节，例如组件及/或方法的实例，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应认识到，实施例可能能够在没有所述特定细节中的一或多者的情况下或在具有其它设备、系统、组合件、方法、组件、材料、部分等等的情况下加以实践。在其它例子中，未特定地展示或详细地描述熟知的结构、组件、系统、材料或操作以避免混淆本发明的实施例的方面。虽然可通过使用特定实施例来说明本发明，但这不将且不会将本发明限于任何特定实施例，且所属领域的一般技术人员将认识到，额外实施例可容易理解且是本发明的部分。

还应了解，图式/图中所描绘的元件中的一或多者还可以更分离或集成的方式予以实施，或甚至在某些情况下被移除或呈现为不可操作，这根据特定应用是有用的。另外，除非另有特定说明，否则图式/图中的任何信号箭头应仅被视为示范性而非限制性的。本发明的范围应由所附权利要求书及其合法等效物确定。

Claims (16)

1.一种椭圆隔膜阀，其包括：

阀体，其具有第一半部及第二半部，所述阀体的所述第一半部具有界定于施配块的面中的第一凹陷，所述阀体的所述第二半部具有界定于阀板的面中的第二凹陷，所述第一凹陷及所述第二凹陷具有相同深度并且具有相同椭圆形状，所述椭圆形状具有长度及宽度，所述长度大于所述宽度；

阀室，其具有由所述阀体的所述第一半部及所述第二半部中的所述第一凹陷及所述第二凹陷界定的体积，所述阀室具有由所述椭圆形状的所述长度界定的第一端及第二端；

入口，其界定于所述阀体的所述第一半部中且紧接于所述阀室的所述第一端以用于将流体引导到所述阀室中；

出口，其界定于所述阀体的所述第一半部中且紧接于所述阀室的所述第二端以用于将所述流体引导出所述阀室；

隔膜，其包夹于所述阀体的所述第一半部与所述第二半部之间；

流道，其界定于所述阀体的所述第二半部中且具有相对于所述阀室在中心定位的开口以用于所述隔膜的致动以关闭或打开所述椭圆隔膜阀；

变形椭圆状O形环；

第一密封通道或凹槽，其界定于所述阀体的所述第一半部中，所述第一密封通道或凹槽具有围绕所述阀体的所述第一半部中的所述第一凹陷的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状；及

第二密封通道或凹槽，其界定于所述阀体的所述第二半部中，所述第二密封通道或凹槽具有围绕所述阀体的所述第二半部中的所述第二凹陷的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。

2.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述第一密封通道或凹槽经定尺寸以在其中收纳所述变形椭圆状O形环，且其中在所述阀体的所述第一半部及所述第二半部彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述阀体的所述第二半部中的所述第二密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

3.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述第二密封通道或凹槽经定尺寸以在其中收纳所述变形椭圆状O形环，且其中在所述阀体的所述第一半部及所述第二半部彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述阀体的所述第一半部中的所述第一密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

4.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述深度取决于以下各者中的至少一者：

使所述隔膜在所述阀室中完全地位移所需要的真空量或压力量；

在所述椭圆隔膜阀的操作期间的所述隔膜上的预期应力的程度；

对所述隔膜有影响的温度；

施配体积；

所述隔膜的预期故障率；

所述隔膜的预期寿命；

所述入口的直径；

所述出口的直径；或

所述流体的粘度。

5.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述第一凹陷界定具有凹入表面的底座，在经由界定于所述阀体的所述第二半部中的所述流道及所述开口而施加压力时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以关闭所述椭圆隔膜阀。

6.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述第二凹陷界定具有凹入表面的底座，在经由界定于所述阀体的所述第二半部中的所述流道及所述开口而施加真空时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以打开所述椭圆隔膜阀且允许所述流体从所述入口流动到所述出口。

7.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述阀室具有非圆形形状的横截面轮廓，所述非圆形形状不具有拐角或发散线。

8.根据权利要求1所述的椭圆隔膜阀，其中所述施配块、所述阀板及在所述施配块与所述阀板之间的所述椭圆隔膜阀位于泵中。

9.一种隔膜阀系统，其包括：

主体，其具有第一端面；

板，其具有第二端面；及

椭圆隔膜阀，其具有：

第一部分及第二部分，所述椭圆隔膜阀的所述第一部分具有雕刻成所述主体的所述第一端面的第一曲面，所述椭圆隔膜阀的所述第二部分具有雕刻成所述板的所述第二端面的第二曲面，所述第一曲面及所述第二曲面具有相同深度并且具有相同椭圆形状，所述椭圆形状具有长度及宽度，所述长度大于所述宽度；

阀室，其具有由所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分中的所述第一曲面及所述第二曲面界定的体积，所述阀室具有由所述椭圆形状的所述长度界定的第一端及第二端；

入口，其界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中且紧接于所述阀室的所述第一端以用于将流体引导到所述阀室中；

出口，其界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中且紧接于所述阀室的所述第二端以用于将所述流体引导出所述阀室；

隔膜，其包夹于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分与所述第二部分之间；

流道，其界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中且具有相对于所述阀室在中心定位的开口以用于所述隔膜的致动以关闭或打开所述椭圆隔膜阀；

变形椭圆状O形环；

第一密封通道或凹槽，其界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中，所述第一密封通道或凹槽具有围绕所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中的所述第一曲面的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状；及

第二密封通道或凹槽，其界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中，所述第二密封通道或凹槽具有围绕所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述第二曲面的椭圆、细长、卵圆或非圆形形状。

10.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述第一密封通道或凹槽经定尺寸以在其中收纳所述变形椭圆状O形环，且其中在所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述第二密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

11.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述第二密封通道或凹槽经定尺寸以在其中收纳所述变形椭圆状O形环，且其中在所述椭圆隔膜阀的所述第一部分及所述第二部分彼此接合及紧固时，所述变形椭圆状O形环将所述隔膜按压到界定于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分中的所述第一密封通道或凹槽中，使得产生密封且将所述隔膜固定于适当位置中。

12.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述深度取决于以下各者中的至少一者：

使所述隔膜在所述阀室中完全地位移所需要的真空量或压力量；

在所述椭圆隔膜阀的操作期间的所述隔膜上的预期应力的程度；

对所述隔膜有影响的温度；

施配体积；

所述隔膜的预期故障率；

所述隔膜的预期寿命；

所述入口的直径；

所述出口的直径；或

所述流体的粘度。

13.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述第一曲面界定底座，在经由界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述流道及所述开口而施加压力时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以关闭所述椭圆隔膜阀。

14.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述第二曲面界定底座，在经由界定于所述椭圆隔膜阀的所述第二部分中的所述流道及所述开口而施加真空时，所述隔膜适应于使用最小应力或不使用应力而匹配于所述底座以打开所述椭圆隔膜阀且允许所述流体从所述入口流动到所述出口。

15.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述阀室具有非圆形形状的横截面轮廓，所述非圆形形状不具有拐角或发散线。

16.根据权利要求9所述的隔膜阀系统，其中所述主体是泵中的施配块的部分，其中所述板包括阀板，且其中所述阀板的所述第二端面经结构化以耦接到所述施配块的所述第一端面，使得所述隔膜包夹于所述椭圆隔膜阀的所述第一部分与所述第二部分之间。

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