CN109642682B - 止回阀 - Google Patents

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Abstract

用于隔室壁(100)中的通孔的止回阀(1)包括弹性隔膜(20)、基部(11)以及保护件(30)，弹性隔膜(20)覆盖流动通道(14)的开口端部(16)，弹性隔膜(20)固定到基部(11)，保护件(30)覆盖弹性隔膜(20)的至少一部分，其中，弹性隔膜以如下状态固定到基部：即、弹性隔膜在围绕开口端部(16)的密封表面(17)上弹性地拉伸并且被迫抵靠该密封表面，从而密封流动通道(14)。当流动通道中的压力较高时，弹性隔膜从密封表面提升。弹性隔膜可以是可透过空气或可透过气体的，并且优选地为防水的，从而将低压通风功能赋予止回阀。

Description

止回阀
技术领域
本发明涉及一种止回阀系统、一种包括止回阀系统的止回阀布置(结构)以及一种使用该止回阀系统的方法。
背景技术
更具体地，止回阀设计成用于闭合隔室的壁中的通孔，从而限制隔室内部和外部之间的压力差，并且特别适用于诸如电信设备、街道照明或汽车应用之类的户外装置。例如电池管理、保护装置通风或冷凝管理。
对这种止回阀的一般要求是简单的构造，从而保持较低的制造成本和/或组装耗费，同时它应该可靠且可逆地运行，即它应该在期望的压力差下打开而不是爆裂一些应用要求止回阀沿一个方向在非常低的压力差下打开，而在相反方向上是水密的。
US 2016/0036025 A1公开了一种用于隔室的壁中的通孔的止回阀系统，用以限制隔室的内部和外部之间的压力差，例如使用在机动车辆内部的电池外壳中。止回阀具有：具有流动通道的基部，该流动通道具有开口端部和围绕该开口端部的顶表面；覆盖该开口端部的弹性隔膜；以及覆盖弹性隔膜的保护件。该弹性隔膜安置在支承元件上并且夹紧在张紧框架和支承元件之间。当压力差超过阈值时，隔膜从张紧框架和支承元件之间滑出。
DE 33 07 835 C2公开了一种止回阀系统，其包括具有流动通道的基部，该流动通道具有开口端部和围绕开口端部的密封表面，并且还包括覆盖开口端部的弹性隔膜，并且最后包括覆盖弹性隔膜的至少一部分的保护件。弹性隔膜通过流动通道在围绕开口端部的顶表面上弹性地拉伸并且被迫抵靠该顶表面。该隔膜止回阀用于与用于喷洒除草剂的喷嘴连接。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种止回阀系统，其包括具有流动通道的基部，该流动通道具有开口端部和围绕该开口端部的密封表面。弹性隔膜在围绕开口端部的密封表面上弹性地拉伸并且被迫抵靠该密封表面，以便覆盖开口端部并且密封流动通道。另外，设有保护件以覆盖弹性隔膜的至少一部分。该保护件优选地固定到基部上，但是同样可以固定到隔室壁。隔膜可以固定到保护件或基部。
在任一情况下，迫使弹性隔膜抵靠于(被推向)密封表面的力是由拉伸(伸展)的弹性隔膜产生的弹力。为了实现该结果，密封表面可以相对于弹性隔膜固定到基部的位置凸起。换句话说，弹性隔膜固定到基部的位置相对于密封表面轴向地向后设置，使得从基部越过凸起的密封表面的弹性隔膜可以具有圆顶状或帐篷状的形状，由此限定了围绕凸起的密封表面的空间，该空间受弹性隔膜和固定有弹性隔膜的基部的限制。
因此，当弹性隔膜下方的流动通道内的压力以一定的压力差超过弹性隔膜上方的压力时，该弹性隔膜将从密封表面提升并且允许流动通道内的处于压力下的气体或液体或任何东西从流动通道的开口端部泄漏，例如泄漏到围绕密封表面上述空间中并且进一步到大气。
将弹性隔膜适当地附接到基部使得可以精细地调节隔膜的弹性拉伸力，并且因此精确地调节止回阀系统运行时的压力差。根据本发明的止回阀系统运行时的压力差设定在1毫巴至200毫巴的值的范围内。优选的值大于1毫巴，更优选地等于或大于2毫巴，甚至更优选地等于或大于5毫巴，并且最优选地等于或大于10毫巴。另一方面，止回阀系统运行时的优选压差等于或低于100毫巴，甚至更优选地等于或低于50毫巴，并且最优选地等于或低于30毫巴。例如，该止回阀系统可在20和25毫巴之间运行。
弹性隔膜可与阀一体地形成，例如在模制过程中，在该过程中基部注塑成型为抵靠弹性隔膜并且部分地围绕弹性隔膜。然而，根据替代的优选方法，弹性隔膜被焊接或粘接到基部。
为了使气体、流体或其它材料能够从止回阀的流动通道通过凸起的隔膜朝大气逸出，该隔膜可以仅在离散区域处固定到基部，从而允许流体在各离散区域之间、从隔膜下方朝向外部逸出。
替代地或附加地，基部可包括一个或多个通风通道，这些通风通道将大气与在隔膜固定到基部的位置和密封表面之间的空间连接。这种通风通道优选地是迷宫式通道，以避免喷射水或其它污染物进入弹性隔膜下方的所述空间。
覆盖弹性隔膜的至少一部分的保护件的类型和形状可以变化。根据第一实施例，保护件具有环形形状并且至少在隔膜连接到基部的一个或多个区域中覆盖该隔膜，从而保护隔膜和基部之间的连接，并避免由于辐射、化学品等的损坏或劣化。
根据第二实施例，保护件包括覆盖弹性隔膜的盖子，使得整个隔膜以及不仅其连接区域受保护而免受环境影响。盖子优选地具有孔，使得当止回阀运行时在盖子和隔膜之间的空气可以快速地逸出，并且这些孔优选地设计成排放孔，使得当阀浸没在水中或遭受强降雨或在飞溅环境中使用时，通过这些孔可能进入的液体可以容易地从盖子和弹性隔膜之间的空间进入和排出。例如，当阀浸没在水中时，进入盖子并覆盖隔膜的水首先密封隔膜，然后可再次从盖子排出。优选地，一个或多个排放孔设置在盖子中，从而当通风结构处于以下位置中的至少一个时允许流入/排出，这些位置包括：弹性隔膜基本上水平放置在流动通道的开口端部上方的正常位置，弹性隔膜相对于水平面倾斜的倾斜位置，以及弹性隔膜基本水平地位于开口端部下方的倒置(上下颠倒)位置。
作为保护件的第三实施例，其也可以与前述第一和第二保护件实施例结合，该保护件可包括围绕弹性隔膜的至少中心部分的防溅屏障。防溅屏障可具有壁的形式，该壁可以从基部突出和/或从盖子悬伸出。防溅屏障同样可具有通孔，以允许液体从防溅屏障内部通过通孔朝向盖子的排放孔排出。
在一个实施例中，保护件固定到、优选地紧密地焊接或夹紧到基部。在另一个实施例中，保护件固定到、优选地夹紧到隔室壁。
基部可以由塑料材料制成，特别是由模制塑料，优选地是注塑成型塑料制成。塑料材料优选地是热塑性材料、热塑性弹性体材料以及诸如弹性体材料或其它材料之类的交联材料。优选的热塑性材料包括聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚甲醛(POM)。塑料材料可以是玻璃纤维填充的，以获得加强或降低成本。除了塑料材料，同样可以对基部使用金属。止回阀系统的保护件同样可以由上述材料制成。优选地，基部和保护件由相同的材料制成。
在由密封表面限定的一般平面中测量时，止回阀系统的最大外部尺寸相对较小，为150mm或更小。优选的外径为约50mm，而外径优选地大于20mm。流动通道的最小横截面面积可在约3mm2至约2000mm2之间(对应于在2mm和50mm之间的圆形横截面)。例如，优选的止回阀系统可具有50mm的最大外径并且流动通道具有22mm的最小内径，而具有较大最小内径的止回阀系统可以具有较大的最大外径，并且具有较小最小内径的止回阀系统可以具有较小的最大外径。
关于弹性隔膜，其厚度优选在10μm和1mm的范围内，更优选地在25μm和400μm的范围内，甚至更优选地在100μm和150μm的范围内。最优选地，弹性隔膜的厚度为约130μm。
根据本发明的弹性隔膜是多层隔膜，其包括至少一个弹性层以及用以将稳定性赋予该弹性层的至少一个稳定层。稳定层本身不必是弹性的。相反，稳定层优选地是非弹性的并且可以延伸到一定程度，超过该程度的进一步延伸将导致稳定层破裂。因此，非弹性的稳定层限制了弹性层的可拉伸性。优选地，稳定层的可延伸性可将隔膜的拉伸性限制到30％或更低。稳定层的拉伸强度被选择为，使得所述层在使用中不会破裂，而是限制弹性层的弹性拉伸，从而防止当通风结构运行时该弹性层失效。
稳定层的优选厚度为150μm或更小。优选地，稳定层包含含氟聚合物或由含氟聚合物制成，含氟聚合物优选地为含氟热塑性材料和/或含氟弹性体，更优选地为聚四氟乙烯(PTFE)，甚至更优选地为膨胀型PTFE(ePTFE)，最优选地为结构化或紧缩的ePTFE薄膜。
在本发明的特别优选的具体实施例中，稳定层以自支承的、褶皱的薄膜的形式提供，弹性层粘附在该薄膜上。制造这种多层弹性隔膜的方法在W.L.戈尔有限公司(W.L.Gore&Associates GmbH)的EP 2 839 949 A1中公开，如EP 2 839 949 A1中所述的多层隔膜以及制备它们的方式以参见的方式纳入本文。因此，将EP 2 839 949 A1中称为“薄膜”的稳定层施加到拉伸的弹性基材上，并且在拉伸的弹性基材松弛时，粘附的薄膜起皱，从而形成结构化薄膜。这种薄膜设有背衬材料，该背衬材料可以由松弛的弹性基材形成。替代地，背衬材料可以由单独的层形成，为了本发明的目的，该单独的层将是弹性层，并且优选地去除其上最初形成结构化薄膜的松弛的弹性基材。当拉伸所得的多层弹性隔膜时，这种拉伸将限制在结构化薄膜、优选地为PTFE薄膜延伸至其原始尺寸而基本上没有留下皱折的程度。
根据不同的优选实施例，拉伸的弹性基材的松弛不会导致所粘附的膜起皱。相反，薄膜紧缩，即薄膜沿至少一个方向的横截面面积减小，从而获得紧缩的薄膜。例如，当薄膜由通过纤维连接的节点组成的材料制成时，如在ePTFE中，当拉伸的基材松弛时，节点之间的纤维在薄膜内弯曲和起皱，由此将薄膜的节点移动为更靠近在一起并且改变内部薄膜结构。当包含这种紧缩的薄膜作为稳定层的弹性薄膜被弹性地拉伸时，薄膜内的弯曲和起皱的纤维将被延伸，并且弹性薄膜的拉伸被限制在纤维不能进一步延伸的程度。
在上述任何一种优选的多层弹性隔膜中，弹性背衬材料“冻结”其所施加到的薄膜的结构化或紧缩状态。
根据本发明的第一方面，弹性隔膜是液密且气密的。因此，任何使液体或空气通过止回阀系统都需要该弹性隔膜从密封表面提升。单层隔膜可用作液密且气密的弹性隔膜。单层无孔弹性隔膜可以由硅酮制成，特别是氟硅酮、聚氨酯(PUR)、聚硅氧烷、EPDM、天然橡胶(树胶)和其它弹性体。如果使用多层隔膜作为包括一个或多个弹性层和一个或多个稳定层的弹性隔膜，则弹性层应该是液密且气密的并且优选地面向密封表面，而稳定层可以是或可以不是液体和气密的。例如，稳定层可以由紧缩的ePTFE薄膜形成，并且弹性层可以形成为在紧缩的ePTFE薄膜上的全表面的弹性体涂层。
根据本发明的优选第二方面，提供了一种止回阀系统，其中止回阀功能与通风(结构)功能相结合，更具体地为低压通风结构，其允许在低于压力差止回阀运行时的压力差的情况下使空气或气体通风进出隔室。根据其第一实施例，低压通风结构(低压通风口)设在绕过止回阀的旁路通道中或上。优选地，低压通风结构和止回阀可以共用同一个基部，即止回阀系统的基部也是低压通风结构的基部。例如，低压通风结构可包括闭合旁路的多孔隔膜，并且该由多孔隔膜以下材料中的一种或多种制成：多孔硅树脂、多孔聚氨酯(PUR)、膨胀型PE或膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)。
根据本发明的所述优选第二方面的优选第二实施例，其包括止回阀和低压通风结构，止回阀和低压通风结构是一体的，因为止回阀系统的弹性隔膜是透气的，并且更佳是防水的。用于单层弹性隔膜的合适材料可包括以下中的一种或多种：多孔硅酮、多孔聚氨酯(PUR)。所述材料同样可以用作与多层隔膜中的稳定层结合的弹性层。特别地，在稳定层是多孔的情况下，诸如上述结构化或紧缩的ePTFE薄膜，弹性层可以是多孔层，或者如果不是多孔的则可以包括宏观的开口，从而允许空气或气体到达多孔稳定层，同时仍然将足够的弹性赋予多孔稳定层，从而多层隔膜能够实现其止回阀功能。
如本文所用的术语“多孔的”是指在整个内部结构中到处具有空隙的材料，其形成从一个表面到另一个表面的相互连接的连续空气路径。如本文所用的术语“多孔薄膜”或“多孔层”表示包含多孔材料或由多孔材料组成的薄膜或层。例如，多孔材料可以是膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)和/或任何其它铸造和加工的膨胀型含氟聚合物或其组合。多孔稳定层的平均孔径优选地为0.1至50μm，优选地为0.2至5μm，更优选地为0.5至2.5μm。
优选地，当止回阀运行时止回阀系统的最大空气流通能力(最大空气流量)与在当止回阀开始运行时的压力差下测量的通过低压通风结构的流通能力(流量)相比大500倍至2000倍。
不具有或优选地具有成一体的通风功能的使用止回阀系统的优选方法规定了，系统布置成具有弹性隔膜，该隔膜相对于水平面倾斜并且定位在流动通道的开口端部下方。这允许在弹性隔膜内侧上的液体由于重力而沿着该隔膜向下流动并且在密封表面附近积聚，同时保持该隔膜的通风功能。当积聚了大量液体时，液体的重量将使弹性隔膜从密封表面提升，使得液体可从流动通道排出。
附图说明
现在将参考附图更详细地解释本发明，附图示出了本发明的优选的非限制性实施例。
图1A和1B分别示出了处于正常状态和运行状态的根据本发明的一个实施例的止回阀系统，
图2A和2B分别示出了处于正常状态和运行状态的根据本发明的另一个实施例的止回阀系统，
图3A和3B分别示出了处于正常状态和运行状态的根据本发明的又一个实施例的止回阀系统，
图4A和4B分别示出了处于正常状态和运行状态的根据本发明的再一个实施例的止回阀系统，
图5A和5B示出了根据本发明的再一个实施例的止回阀系统的侧视图和俯视图，
图5C是根据图5A和5B所示的止回阀的止回阀系统的立体图，
图6A和6B分别示出了处于正常状态和运行状态的在倾斜位置的在使用期间的根据本发明的再一个实施例的止回阀系统的具体布置(结构)，
图7A到7D示出了根据本发明的再一个实施例的止回阀系统，并且
图8A和8B分别示出了处于部分和完全拉伸状态的弹性隔膜。
具体实施方式
图1A示出了止回阀系统，其包括安装在隔室(未示出)的壁100的通孔中的止回阀1。止回阀1包括具有基部11和腿部12的阀体10，腿部12从基部11悬伸出并用于将阀体10固定在隔室壁100的通孔中。在如图所示的实施例中，腿部12具有外螺纹并且被拧入通孔中，从而压缩在基部11和隔室壁100的上表面之间的密封环13，以便将止回阀1抵靠通孔紧密地密封。止回阀1可以以许多其它方式安装在通孔中或通孔上，包括卡配、焊接，粘接等。流动通道14穿过腿部12和基部12并且具有一个通向隔室的开口端部15和另一个通向隔室外部并由弹性隔膜20覆盖的开口端部16。根据情况的不同，该布置(结构)可以是相反的，使得开口端部15通向到大气，而由弹性隔膜20覆盖的开口端部16通向到隔室中。
隔膜20由在本文中为盖子形式的保护件30覆盖，该保护件固定地连接到基部11。盖子30紧密地焊接到基部11上，以便在所述两个部件之间形成优选地密封的连接。替代地，保护件30可以夹到基部11上或由夹持元件保持抵靠基部11，如果连接不是密封的，则可能是可接受的。在又一替代方案(未示出)中，保护件30不是固定到基部11而是固定到隔室壁100。弹性隔膜20在其在围绕流动通道14的开口端部16的升高的密封表面17上(横跨该密封表面)弹性地拉伸的状态下在周缘区域21中固定到基部、优选为通过粘合而固定到基部11。为了通过隔膜20牢固地闭合开口端部16，密封表面17从基部11突出到一定程度，使得由拉伸的弹性隔膜30产生的弹力使弹性隔膜20在密封表面17上放平。换句话说，隔膜固定地附接到的基部11的表面相对于密封表面17稍微轴向地后缩设置。结果是，弹性隔膜20在基部11和密封表面17之上形成圆顶或帐篷。基部11包括作为迷宫通道的一部分的多个通风通道18和19，该迷宫通道将大气与在弹性隔膜20固定到基部11的区域21和密封表面17之间形成的空间40连接。
在该实施例中，弹性隔膜20是透气的并且优选地为防水的。也就是说，隔膜20上的水不会穿过该隔膜，而气体或空气可以通过隔膜中的孔穿过该隔膜。只要流动通道14内的压力不超过一定限度，该隔膜就起到低压通风结构的作用，只允许气体或空气从流动通道14穿过隔膜20进入到盖子30下面的空间50中，并且再次穿过隔膜20并通过通风通道18、19进入大气。一旦在流动通道14的内部和盖子30下方的空间50之间的压力差超过所述一定限度，则隔膜20将由于其弹性特性而从密封表面17提升。这在图1B中示出。箭头表示高压的空气、气体或甚至液体可通过通风通道18、19流到大气而不受隔膜20的阻碍。
作为示例，弹性隔膜20从密封表面17提升的压力差极限可设定在25毫巴(毫巴)以上，并且以25毫巴通过隔膜20的空气或气体流量可以设定为50升/小时，这取决于隔膜的孔隙率和由密封表面17限定的开口端部16的横截面。一旦止回阀完全运行，而柔性隔膜20被抬高到密封表面17上方，取决于流动通道14和通风孔18、19的横截面以及压力差，流通能力可以升高到25000升/小时或更高。
替代地，弹性隔膜20不能透过空气或气体，在这种情况下，不存在如上关于图1A所述的低压通风功能，但是止回阀1仅提供如上面关于图1B所述的止回阀功能。
图2A和2B示出了止回阀的不同实施例，其中仅隔膜20的周界部分可透过空气或气体并且优选地为不能透过水，而闭合开口端部16的隔膜20的中心部分22对空气和气体是不可透过的。因此，在该实施例中，空气和气体不能在低压、即25毫巴或更低的压力下通过流动通道14的开口端部16通风。然而，旁路流动通道16b将流动通道14与位于弹性隔膜20和基部11之间的空间40连接。如在上述实施例中那样，气体或空气可以流动通过旁路16b，透过膜20进入盖子30下方的空间50并再次穿过膜20并进一步通过通风孔18、19进入大气，如图2A中的箭头所示。因此，在该实施例中，止回阀功能和低压通风功能彼此分开，同时仍然用相同的隔膜20实现。
图2B示出了当隔膜20由于隔室和大气之间的高压差而从密封表面17提升时，处于其运行状态的图2A的止回阀，其中空气、气体或甚至液体可以从流动通道14通过通风通道18、19朝向外部流动而不被隔膜20阻挡。
在替代实施例(未示出)中，可以提供单独的各隔膜，即提供在开口端部16上方的液密且气密的第一隔膜，该第一隔膜提供止回阀功能，以及提供可透过空气或可透过气体的以及优选地为防水的第二隔膜，该第二隔膜覆盖旁路16b并提供低压通风功能。
图3A和3B示出了另一实施例，该实施例与关于图1A和1B所述的实施例略有不同，并且该实施例特别适用于止回阀功能启用的压力差可能非常快速地上升的应用中。对于这种情况，如图3B所示，当隔膜50快速上升到密封表面17上方从而允许限定在盖子30和隔膜20之间的空间50中的空气快速逸出时，该盖子30具有排放孔31。另外，如图3B所示，从流动通道14通过隔膜20的空气或气体仅需要穿过隔膜20一次并且还可以容易地通过排放孔31逸出到大气中，如图3A中的箭头所示。如图3B所示的止回阀功能与上面关于图1B所述的止回阀功能没有任何不同。
在该实施例中，为了防止隔膜20无意中被油污染或被水溅入，以防溅屏障32形式的附加保护件围绕膜20。防溅屏障32可以具有壁的形式，在所示的实施例中，该壁从基部11上升，但是它可以替代地从盖子30的顶面悬出。可以设有多个防溅屏障，这些防溅屏障从盖子30悬出和/或从基部11上升。排放孔31布置成使得诸如油或水的污染物可以容易地从盖子30下方的空间50排出。防溅屏障32可具有额外的排放孔，优选地在与盖子30中的排放孔31角度上偏移开的位置处，使得液体可以从防溅屏障2B内部排出到盖子中的排放孔31。
图4A和4B示出了再一个实施例，其为图2A、2B和3A、3B中所示的实施例的组合，即，一方面包括旁路16b，另一方面包括排放孔31。由这些结构提供的所有功能与关于图2A、2B和3A、3B中所示的实施例所描述的那些功能相同。
图5A至5C示出了再一个实施例。其中图5A和5B示出了止回阀1的侧视图，其中隔膜20以剖面示出(图5A)并且示出为没有隔膜的俯视图(图5B)，图5C是止回阀1的立体图，该止回阀1附接到隔室壁100并且设有覆盖周缘区域21的环形保护件30，在周缘区域21中隔膜20固定到基部11。如图5B中所示的平面图中可见，支承结构11A在流动通道14的开口端部16处交叉地延伸，以便为隔膜20提供支承。
在该实施例中，存在围绕(主)密封表面17的副密封表面17A，从而增加止回阀防止泄漏的可靠性。由于副密封表面17A的特定布置略微径向向外延伸并且相对于(主)密封表面17略微轴向地后缩，由拉伸的弹性隔膜20产生的且迫使弹性隔膜20抵靠副密封表面17A的弹性力略低于迫使弹性隔膜20抵靠(主)密封表面17的弹性力，从而确保当止回阀1开始运行并且隔膜20从(主)密封表面17提升时，该隔膜也将从副密封表面17A提升。因此，在图5C所示的立体图中也可以看到密封表面17和17A的定位。
与图5A中所示的不同，根据如图5C所示的另一个优选实施例，隔膜20不是固定到基部11而是固定到保护件30。在图5C所示的实施例中，隔膜20可以先固定到环形保护件30的底侧，然后安装到、例如夹紧到基部11上，使得隔膜20在密封表面17上拉伸。当隔膜20具有作为最上层的PTFE层以及例如弹性体层作为最下层时，这是特别有利的，因为PTFE可以焊接到其它材料、在此为保护件环30，而将弹性体焊接到基部11上是困难的。
图6A和6B示出了止回阀1的再一个实施例的具体布置，其在结构上类似于上述关于图1A和1B的实施例。然而，保护隔膜20的保护件30未在图6A和6B中示出。止回阀1定向成使得弹性隔膜20相对于水平面倾斜并且定位在止回阀的流动通道14的开口端部16下方。这种布置允许诸如水H2O之类的液体积聚在由隔膜20和流动通道14限定的角部中，使得空气或气体仍然可以穿过弹性隔膜20，如箭头所示。当水量达到一定水平时，作用在液体H2O上的重力(由箭头g表示)使隔膜20从密封表面17提升(抬起)，使得液体可以通过通风孔18排出到大气中。因此，止回阀1的低压通风功能将不会被可能积聚在隔膜20的内表面上的任何水(或其它液体)阻挡。
图7B示出了止回阀的再一个实施例，其与前述实施例的不同之处在于，可以省略基部11中的通风孔18、19。相反，为了可以从隔膜20下方朝向大气逸出从隔室释放的空气、气体或液体，隔膜仅在离散区域21处固定到基部11，使得流体可以从各离散区域21之间、从隔膜下方逸出。当止回阀运行时并且隔膜20从密封表面17提升时，如图7B的剖面图所示(参见图7B中的剖面线B-B)，流动通道24由逸出的流体的压力形成，如图7D的立体图中示意性地示出的那样。
如上所述，弹性隔膜20可以是多层隔膜，该多层隔膜包括至少一个弹性层以及至少一个稳定层，该至少一个弹性层可以是或不是多孔的，该至少一个稳定层同样可以是或不是多孔的，这取决于止回阀是否包含低压通风功能。如果弹性隔膜是多孔的并且因此结合了低压通风功能，则支承结构可以是前面提到的结构化或紧缩的多孔薄膜(例如由ePTFE制成)的形式，ePTFE可以延伸但没有特别的弹性，并且连接到多孔稳定层的弹性层可以具有宏观开口，从而一方面允许空气或气体到达多孔稳定层，另一方面将弹性赋予多孔稳定层。这在图8A和8B中示出。图8A示出了在运行时的通风结构的隔膜20，此时其从密封表面17部分地提升。此处，弹性层在稳定层上形成网格，并且隔膜下面的压力致使结构化或紧缩的薄膜通过弹性层中的开口膨胀。图8B显示了最大延伸的最后阶段，其中结构化或紧缩的薄膜限制了弹性层的任何进一步拉伸，并因此限制了整个隔膜的任何进一步拉伸。
虽然EP 2 839 949 A1描述了包括这种“结构化”薄膜的隔膜的制造，但现在将描述具有“紧缩的”薄膜的弹性隔膜的制造示例。
示例
通过例如US 5,814,405或DE 69617707的本领域已知的工艺制作ePTFE隔膜。该隔膜的(在12毫巴的试验压力下的)平均ATEQ空气流量为54升/小时，进水压力(WEP)为28磅/平方英寸(psi)(1.93巴)，泡点为8.2磅/平方英寸(0.57巴)，平均格利数(Gurley number)为2.8格利秒(Gurley seconds)，以及每单位面积质量为10g/m2。使用Handle-U Meter测试装置(瑟温-阿尔伯特仪器公司(Thwing-Albert Instrument Company))在20℃下，根据ASTM D2923-08方法B来测量，该隔膜的平均横向刚度为29.7g/m，平均纵向刚度为9.8g/m。使用副组分共聚酯纺粘作为弹性支承材料。在轻微压力下将该隔膜粘附到拉伸的弹性基材上。通过其上的粘附薄膜以200％的加工比率(双轴向地为2：1；面积变化为4：1)使弹性基材在纵向上松弛，从而获得紧缩的薄膜。如x和y方向的结构密度为0.0/mm所证明，没有可见的平面外结构发生，而只有隔膜内的纤维折叠。在纵向松弛时，紧缩的隔膜与弹性的基材没有分层发生。
利用弹性体支承材料涂覆结构化薄膜以形成薄膜组件。用激光切割100微米的纸，其中100微米宽的狭缝间隔约1毫米。将Wacker Elastosil RT 620硅酮组分A和B以9：1的质量比混合，并通过纸的各槽将材料压紧。将该材料在烘箱中在80℃下固化3分钟。然后将具有Elastosil RT 620的第二类似线涂层以与第一线涂层成直角的方式施加以形成网格涂层。涂覆后，该结构在80℃下再次固化3分钟，以获得止回阀1的最终弹性隔膜20。对于图2和4中所示的实施例，覆盖流动通道14的开口端部16的隔膜20的部分22通过在100微米厚的纸上的激光切割的圆提供有Elastosil RT 620的另外的圆形弹性体涂层。
测量方法
a)刚度测量
多孔薄膜的刚度可根据ASTM D-2923-08，程序B测量。尽管该方法适用于聚烯烃薄膜，但它也可用于由其它材料制成的薄膜。为了测量刚度，可以使用Handle-O-Meter测试装置(瑟温-阿尔伯特仪器公司(Thwing-Albert Instrument Company))。
b)ATEQ空气流量
使用ATEQ空气流量计在70毫巴的压力下测量空气流量。
c)格利数
根据ASTM D 726-58，使用格利密度计测定格利数。结果以格利数报告，其为在1.215千牛/m2的水压下，100立方厘米的空气穿过6.54cm2的测试样品的时间(秒)。
d)其它特性
除非另有说明，否则如US 2007/0012624中所示测量诸如泡点、进水压力、孔径和孔隙率的其它性质。
本发明的优选实施例在以下27个项目中指定：
1.一种用于隔室的壁(100)中的通孔的止回阀系统，用以限制隔室的内部和外部之间的压力差，所述止回阀系统包括：
-具有流动通道(14)的基部(11)，所述流动通道(14)具有开口端部(16)和围绕所述开口端部(16)的密封表面(17)，
-覆盖所述开口端部(16)的弹性隔膜(20)，以及
-覆盖所述弹性隔膜(20)的至少一部分的保护件(30)，
其中，所述弹性隔膜(20)在围绕所述开口端部(14)的所述密封表面(17)上弹性地拉伸并且被迫抵靠所述密封表面，从而密封所述流动通道(14)。
2.根据条项1所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)布置成当所述弹性隔膜(20)下方的所述流动通道(14)内的压力以范围为1毫巴至500毫巴的压力差超过所述弹性隔膜上方的压力时从所述密封表面(17)提升。
3.根据条项2所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)被设置成从所述密封表面(17)提升的压力差为>1毫巴，优选地为≥2毫巴，更优选地为≥5毫巴，最优选地为≥10毫巴。
4.根据条项3所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)被设置成从所述密封表面(17)提升的压力差为≤200毫巴，优选地为≤100毫巴，更优选地为≤50毫巴，最优选地为≤30毫巴。
5.根据条项1到4中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)在离散区域(21)处固定到、优选地为焊接或粘接到所述基部(11)，由此允许流体从所述离散区域(21)之间、从隔膜下方逸出。
6.根据条项1到5中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述基部(11)包括至少一个通风通道(18、19)，所述通风通道将大气与空间(40)连接，所示空间(40)位于所述密封表面(17)和所述弹性隔膜(20)固定到所述基部(11)的位置(21)之间。
7.根据条项6所述的止回阀系统，其特征在于，所述通风通道(18、19)是迷宫通道。
8.根据条项1到7中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件(30)包括覆盖所述弹性隔膜(20)的盖子。
9.根据条项8所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件(30)包括一个或多个排放孔(31)，用以使液体进入位于所述保护件(30)和所述弹性隔膜(20)之间的空间(50)或从其中逸出。
10.根据条项9所述的止回阀系统，其特征在于，一个或多个所述排放孔(31)设在所述保护件中，从而当所述止回阀(1)处于以下位置中的至少一个位置时允许排放：所述弹性隔膜(20)基本上水平地处于开口端部(16)上方的正常位置，所述弹性隔膜(20)相对于水平面倾斜的倾斜位置，以及所述弹性隔膜(20)基本水平地位于开口端部(16)下方的倒置(即，上下颠倒)位置。
11.根据条项1到10中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件(30)包括覆盖所述弹性隔膜(20)的至少中心部分的防溅屏障(32)。
12.根据条项1到11中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件(30)固定到、优选地紧紧地焊接或夹紧到所述基部(11)。
13.根据条项1到11中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)的厚度在10μm至1mm的范围内，优选地在25μm至400μm的范围内，更优选地在100μm至150μm的范围内。
14.根据条项1到13中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)固定到所述保护件(30)。
15.根据条项1到14中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)是包括至少一个弹性层和至少一个具有有限的延伸性的稳定层的多层隔膜。
16.根据条项15所述的止回阀系统，其特征在于，所述稳定层的厚度≤150μm。
17.根据条项15或16所述的止回阀系统，其特征在于，所述稳定层包含含氟聚合物或由含氟聚合物制成，含氟聚合物优选为含氟热塑性材料和/或含氟弹性体，更优选地为聚四氟乙烯(PTFE)，更为优选地为膨胀型PTFE(ePTFE)，最优选地为结构化或紧缩的ePTFE薄膜。
18.根据条项1到17中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)是液密和气密的。
19.根据条项1到17中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜(20)是能透过空气或能透过气体的，并且优选地为防水的。
20.根据条项14到17中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述稳定层是防水的和多孔的，以允许空气或气体透过所述隔膜(20)，并且所述弹性层具有宏观开口，从而允许空气或气体到达所述多孔稳定层并将弹性赋予所述多孔稳定层。
21.根据条项20所述的止回阀系统，其特征在于，所述稳定层具有0.1至50μm的平均孔，优选地为0.2至5μm，更优选地为0.5至2.5μm。
22.根据条项20或21所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性层作为所述多孔稳定层上的涂层提供。
23.根据条项1到18中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，包括低压通风结构，所述低压通风结构是多孔的，以便允许在压力差低于所述弹性隔膜(20)布置成从所述密封表面(17)提升的压力差时使空气或气体通过低压通风结构通风。
24.根据条项23所述的止回阀系统，其特征在于，所述基部(11)也形成所述低压通风结构的基部。
25.根据条项1到24中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件(30)固定到隔室壁(100)。
26.一种止回阀结构，所述止回阀结构包括根据条项1到25中任一项所述的止回阀系统以及具有标准定向的隔室，其特征在于，所述止回阀系统安装在所述隔室的壁(100)上，使得当隔室根据其标准方向定向时，所述止回阀系统的所述隔膜(20)相对于水平面倾斜并且位于所述止回阀系统的流动通道(14)的所述开口端部(16)下方。
27.一种使用根据条项1到24中任一项所述的止回阀系统的方法，其特征在于，所述弹性隔膜(20)相对于水平面倾斜并且位于所述流动通道(14)的所述开口端部(16)的下方。

Claims (32)

1.一种用于隔室的壁（100）中的通孔的止回阀系统，用以限制所述隔室的内部和外部之间的压力差，所述止回阀系统包括：
-具有流动通道（14）的基部（11），所述流动通道（14）具有开口端部（16）和围绕所述开口端部（16）的密封表面（17），
-覆盖所述开口端部（16）的弹性隔膜（20），以及
-覆盖所述弹性隔膜（20）的至少一部分的保护件（30），
其中，所述弹性隔膜（20）在围绕所述开口端部（16）的所述密封表面（17）上弹性地拉伸并且被迫抵靠所述密封表面，从而密封所述流动通道（14），
其特征在于，所述弹性隔膜（20）布置成当所述弹性隔膜（20）下方的所述流动通道（14）内的压力以范围为1毫巴至200毫巴的压力差超过所述弹性隔膜上方的压力时从所述密封表面（17）提升，
其中，所述弹性隔膜（20）是包括至少一个弹性层和具有有限的延伸性的至少一个多孔稳定层的多层隔膜，所述至少一个弹性层包括宏观开口或者是多孔层，所述至少一个稳定层将所述至少一个弹性层的可拉伸性限制到30％或更低。
2.根据权利要求1所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差>1毫巴。
3.根据权利要求2所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≥2毫巴。
4.根据权利要求3所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≥5毫巴。
5.根据权利要求3所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≥10毫巴。
6.根据权利要求1所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≤100毫巴。
7.根据权利要求6所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≤50毫巴。
8.根据权利要求7所述的止回阀系统，其特征在于，所述压力差≤30毫巴。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）在离散区域（21）处固定到所述基部（11），由此允许流体从所述离散区域（21）之间、从所述隔膜下方逸出。
10.根据权利要求9所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）在离散区域（21）处焊接或粘接到所述基部（11）。
11.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述基部（11）包括至少一个通风通道（18、19），所述通风通道将大气与空间（40）相连接，所述空间（40）位于所述密封表面（17）和使所述弹性隔膜（20）固定到所述基部（11）的位置之间。
12.根据权利要求11所述的止回阀系统，其特征在于，所述通风通道（18、19）是迷宫通道。
13.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件（30）包括覆盖所述弹性隔膜（20）的盖子。
14.根据权利要求13所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件（30）包括一个或多个排放孔（31），用以使液体进入位于所述保护件（30）和所述弹性隔膜（20）之间的空间（50）或从其中逸出。
15.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）的厚度在10µm至1mm的范围内。
16.根据权利要求15所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）的厚度在25µm至400µm的范围内。
17.根据权利要求16所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）的厚度在100µm至150µm的范围内。
18.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）固定到所述保护件（30）。
19.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层的厚度≤150µm。
20.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层包括含氟聚合物或由含氟聚合物制成。
21.根据权利要求20所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层包括含氟热塑性材料和/或含氟弹性体或由其构成。
22.根据权利要求21所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层包括聚四氟乙烯或由其构成。
23.根据权利要求22所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层包括膨胀型PTFE或由其构成。
24.根据权利要求23所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层包括结构化或紧缩的ePTFE薄膜或由其构成。
25.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）是液密和气密的，或者其中，所述弹性隔膜（20）是能透过空气或能透过气体的。
26.根据权利要求22所述的止回阀系统，其特征在于，所述弹性隔膜（20）为防水的。
27.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述多孔稳定层是防水和多孔的，以允许空气或气体透过所述隔膜（20），并且所述弹性层具有宏观开口，从而允许空气或气体到达所述多孔稳定层并将弹性赋予所述多孔稳定层。
28.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，包括低压通风结构，所述低压通风结构是多孔的，以便允许在压力差低于所述弹性隔膜（20）布置成从所述密封表面（17）提升的压力差时使空气或气体通过低压通风结构通风。
29.根据权利要求28所述的止回阀系统，其特征在于，所述基部（11）也形成所述低压通风结构的基部。
30.根据权利要求1到8中任一项所述的止回阀系统，其特征在于，所述保护件（30）固定到隔室壁（100）。
31.一种止回阀结构，所述止回阀结构包括根据权利要求1到30中任一项所述的止回阀系统以及具有标准定向的隔室，其特征在于，所述止回阀系统安装在所述隔室的壁（100）上，使得当所述隔室处于其标准定向时，所述止回阀系统的所述隔膜（20）相对于水平面倾斜，并且位于所述止回阀系统的流动通道（14）的所述开口端部（16）下方。
32.一种使用根据权利要求1到30中任一项所述的止回阀系统的方法，其特征在于，所述弹性隔膜（20）相对于水平面倾斜，并且位于所述流动通道（14）的所述开口端部（16）的下方。
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