CN109780319A - 一种隔膜结构及漏气阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体控制领域，具体为一种隔膜结构及漏气阀。一种隔膜结构，包括隔膜本体，所述隔膜本体上开有安装孔，所述安装孔内设置有悬臂梁阀片，所述悬臂梁阀片包括阀片本体和悬臂，所述阀片本体通过所述悬臂设置在所述安装孔内。采用悬臂梁阀片，其阀片本体为平面，阀片本体与气孔之间为面接触，区别于现有技术中的线接触，工作时，在压力差的作用下，阀片本体呈整体上下平动，稳定性高，反向截止能力强、过流能力强，解决了现有技术中的漏气阀反向截止能力差、过流能力差的问题，并且无高压断流。

Description

一种隔膜结构及漏气阀

技术领域

本发明涉及流体控制领域，具体为一种隔膜结构及漏气阀。

背景技术

随着第四代电子血压计的逐步完善，整个气路微缩到只占普通手表的部分空间，这便对气泵、漏气阀等核心部件提出更高的要求，如快速响应和微型化。

现有技术中的漏气阀利用压力差进行单向充放气，控制气体流动的单向阀主要有两种结构，整体式悬臂梁结构(如图1)和伞形结构(如图2)。整体式悬臂结构，弹性体与阀座为线接触，反向截止性差，弹性体刚度不易控制，过流能力差；伞形结构除了反向截止性差和过流能力差之外，伞状弹性体尺寸较大，很难实现微型化。

在该原理的基础上，现有技术中已经公开过多种漏气阀。例如公布号为CN104825145A的申请公开了一种气阀、集成气泵及可穿戴电子血压计。上述申请公开的漏气阀为典型的漏气阀结构，并具体公开了：该结构由上盖、下盖和弹性体组成，弹性体被加紧在上盖与下盖之间形成上气室与下气室，出气口与上气室连通，进气口与下气室连通，通气口紧贴凸台。上气室气压大于下气室气压时，出气口与放气口连通，上气室气压小于下气室气压时，出气口与进气口连通。上述的气阀为线接触，反向截止能力差；又如公布号为CN107091220A的申请公开了一种阀、流体控制装置，通过宽度小于放气孔直径的沟槽，解决了高压力断流问题，这种结构较复杂，制造难度大。

发明内容

为了解决现有技术中的漏气阀反向截止能力差、过流能力差的问题，本发明提供了一种隔膜结构及漏气阀，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种隔膜结构，包括隔膜本体，所述隔膜本体上开有安装孔，所述安装孔内设置有悬臂梁阀片，所述悬臂梁阀片包括阀片本体和悬臂，所述阀片本体通过所述悬臂设置在所述安装孔内。

进一步地，所述悬臂至少为两个，至少两个悬臂沿阀片本体边缘分布，单个所述悬臂为等截面直悬臂、等截面弯曲悬臂、变截面直悬臂或变截面弯曲悬臂。

进一步地，所述悬臂为3个。

一种漏气阀，包括由上至下依次层叠的上盖、隔膜结构和下盖。

进一步地，所述上盖和所述隔膜结构之间形成第一腔体，所述上盖上设置有与第一腔体连通的第一气孔，所述下盖上设置有第三气孔，所述第三气孔正对隔膜结构上的阀片本体设置，所述阀片本体可覆盖所述第三气孔。

进一步地，所述上盖上还设置有伸入到第一腔体内的第二气孔，所述下盖与所述隔膜结构之间形成第二腔体，所述下盖上还设置有与第二腔体连通的第四气孔，所述第二气孔与第二腔体对齐位于所述隔膜结构的两侧，压力气流经第四气孔进入到第二腔体内后可将隔膜本体抵紧在第二气孔上。

进一步地，所述第二气孔朝向所述隔膜结构呈凸起状，所述第二气孔与所述隔膜结构接触。

进一步地，所述第二气孔朝向所述隔膜结构呈凸起状，所述第二气孔与所述隔膜结构之间存有间隙。

进一步地，所述第三气孔朝向所述隔膜结构呈凸起状，所述第三气孔将所述阀片本体稍顶出安装孔。

进一步地，所述隔膜结构为一体结构或分体设置。

基于上述的技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的隔膜结构、漏气阀，采用悬臂梁阀片，其阀片本体为平面，阀片本体与气孔之间为面接触，区别于现有技术中的线接触，工作时，在压力差的作用下，阀片本体呈整体上下平动，稳定性高，反向截止能力强，通过设置悬臂，实现过流能力强；

2.本发明的隔膜结构、漏气阀，设置单个悬臂为等截面直悬臂、等截面弯曲悬臂、变截面直悬臂或变截面弯曲悬臂，同一悬臂梁阀片的悬臂可为不同结构的悬臂，只要悬臂分布使阀片本体上下平动即可；

3.本发明的漏气阀，设置上盖与隔膜结构之间形成第一腔体，下盖与隔膜结构之间形成第二腔体，通过第一腔体和第二腔体之间的压力差来使隔膜结构发生形变，通过隔膜结构贴近或远离气孔来实现关闭或打开气孔，进而控制气流的流动方向；

4.本发明的漏气阀，通过上盖上设置第一气孔和第二气孔，下盖上设置第三气孔和第四气孔，并合理设置气孔的位置连通关系，进气时，第三气孔和第四气孔同时进气，压力气流经过第四气孔进入到第二腔体内，由于第二腔体内的压力大于第一腔体的压力，隔膜本体在压力差的作用下朝向第二气孔发生弹性变形，隔膜本体贴紧第二气孔，第二气孔关闭；同时压力气流经过第三气孔推动阀片本体打开，气流可进入到第一腔体内，第一腔体内的气流经第一气孔流出，进行储气；出气时，第三气孔和第四气孔停止进气，储存的气体经第一气孔流入第一腔体内，此时，由于第一腔体的压力大于第二腔体的压力，隔膜本体在压力差的作用下朝向远离第二气孔的方向发生弹性变形，第二气孔打开，第三气孔关闭，第一腔体内的气体经第二气孔流出漏气阀；

5.本发明的漏气阀，设置第二气孔朝向隔膜结构呈凸起状，可减小隔膜结构的变形程度，隔膜结构在较小的变形的情况下即可实现关闭和打开第二气孔；进一步地，设置第二气孔与隔膜结构接触，如此，在进气过程中，第四气孔进入的气流仅需很小的气压即可将隔膜本体压紧在第二气孔上，使第二气孔关闭；设置第二气孔与隔膜结构存有间隙，可方便出气时第二气孔的打开；

6.本发明的漏气阀，设置第三气孔朝向隔膜结构呈凸起状，第三气孔将阀片本体稍顶出安装孔，如此进气过程中，气流经第三气孔顶开阀片本体时有流阻，会产生一定的压降，使第一腔体内的气压小于第二腔体内的气压，在压力差的作用下，隔膜本体会被压紧在第二气孔上，使第二气孔关闭。

附图说明

图1为现有技术中的漏气阀的整体式悬臂梁结构的结构示意图；

图2为现有技术中的漏气阀的伞形结构的结构示意图；

图3为本发明的隔膜本体的结构示意图；

图4-7为本发明的四种不同结构的悬臂梁阀片的结构示意图；

图8为实施例一中漏气阀的结构示意图；

图9为图8的A部放大图；

图10为图8的B部放大图；

图11为实施例二中漏气阀的结构示意图；

图12为实施例三中漏气阀的结构示意图；

图13为实施例四中漏气阀的结构示意图；

图中，1-隔膜结构；11-隔膜本体；111-安装孔；12-悬臂梁阀片；121-阀片本体；122-悬臂；13-左阀片；14-右阀片；2-上盖；21-第一气孔；22-第二气孔；3-下盖；31-第三气孔；32-第四气孔；4-第一腔体；5-第二腔体。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的内容作进一步地说明。

实施例一

如图3-10所示，本实施例提供了一种隔膜结构1，包括隔膜本体11，隔膜本体11上设置有悬臂梁阀片12。具体地，隔膜本体11上开有安装孔111，悬臂梁阀片12设置在安装孔111内。优选地，隔膜本体11可产生一定的弹性变形，安装孔111为圆孔。

悬臂梁阀片12包括阀片本体121和悬臂122，悬臂122至少为两个，阀片本体121通过悬臂122设置在安装孔111内。具体地，阀片本体121可呈圆形、方形、三角形、多边形等，只要能覆盖第三气孔31即可，至少两个悬臂122沿阀片本体121边缘均匀分布，悬臂122的一端与阀片本体121连接，悬臂122的另一端与安装孔111的孔壁连接。优选地，悬臂122为3个。

如图4-7所示，悬臂122可以呈多种形态，悬臂122可以是等截面直悬臂(如图4所示)、变截面直悬臂(如图5所示)、等截面弯曲悬臂(如图6所示)或变截面弯曲悬臂(如图7所示)。等截面直悬臂的截面相同，截面形心轨迹为直线；等截面弯曲悬臂的截面相同，截面形心轨迹为曲线；变截面直悬臂截面不同，截面形心轨迹为直线；变截面弯曲悬臂截面不同，截面形心轨迹为曲线。优选地，同一阀片本体121连接的悬臂122可为不同形态的悬臂，只要能实现阀片本体121上下平动即可。

优选地，阀片本体121可为弹性体，也可为非弹性体；悬臂122为弹性体，方便在压力差的作用下产生弹性变形，以实现单向流通。

本实施例还提供了一种漏气阀，包括由上至下依次层叠的上盖2、隔膜结构1和下盖3。上盖2、隔膜结构1和下盖3的边缘均密封连接，隔膜结构1的悬臂梁阀片12位于上盖2和下盖3之间。

上盖2的靠近隔膜结构1的一面呈内凹面，上盖2的内凹面与隔膜结构1之间形成第一腔体4，上盖2上设置有第一气孔21和第二气孔22，第一气孔21与第一腔体4连通，第二气孔22伸入到第一腔体4内。具体地，第一气孔21为储气孔，第一气孔21可外接储气装置，进气时，进入到第一腔体4中的气体经第一气孔21进入储气装置进行储气，出气时，储气装置内的气体经第一气孔21进入到第一腔体4内再经第二气孔22排出。优选地，第一气孔21呈向外的凸起状，方便与储气装置进行连接。第二气孔22为出气孔，进气时，隔膜结构1在压力差的作用下关闭第二气孔22，防止漏气；出气时，第二气孔22打开，第一腔体4内的气体经第二气孔22排出。优选地，第二气孔22正对隔膜本体11设置，第二气孔22朝向隔膜结构1呈凸起状；进一步优选地，第二气孔22靠近隔膜结构1的端面与隔膜结构1接触，如此漏气阀在初始状态下，隔膜结构1对第二气孔22有一定的关闭作用。

下盖3的靠近隔膜结构1的一面的局部呈凹面状，下盖3的凹面与隔膜结构1之间形成第二腔体5，优选地，第二腔体5与第二气孔22对齐设置，第二腔体5和第二气孔22分别位于隔膜结构1的两侧。下盖3上设置有第三气孔31和第四气孔32，具体地，第三气孔31正对悬臂梁阀片12设置，阀片本体121可覆盖第三气孔31，控制第三气孔31的开闭。阀片本体121和第三气孔31均不与第二腔体5连通。第四气孔32与第二腔体5连通，优选地，第四气孔32正对第二气孔22设置。优选地，第三气孔31和第四气孔32均为进气孔，优选地，第三气孔31朝向隔膜结构1呈凸起状；第三气孔31靠近隔膜结构1的端面与隔膜结构1接触；进一步地，第三气孔31将阀片本体121稍顶出安装孔111，如此，在初始状态下，阀片本体121在悬臂122的预紧力的作用下为覆盖第三气孔31的状态。进气时，具有一定压力的气流经第四气孔32进去到第二腔体5内，相同压力的气流经第三气孔31顶起阀片本体121，悬臂梁阀片12的悬臂122产生弹性变形，阀片本体122与第三气孔31凸起间产生小间隙，压力气流流经小间隙进入第一腔体4，压力气流克服悬臂梁预紧力且流过小间隙，故产生压降，即第一腔体压力小于第二腔体压力。在压力差的作用下隔膜本体121朝向第二气孔22产生弹性变形，覆盖第二气孔22，由于第二气孔22关闭，气流只能经过第三气孔31流入第一腔体4，在经第一气孔21流出到储气装置中；出气时，第三气孔31和第四气孔32停止进气，储气装置中气流经第一气孔21流入第一腔体4内，由于第二腔体5内停止进气，第一腔体4内的气压大于第二腔体5内的气压，阀片本体121在压力差的作用下朝向远离第二气孔22的方向产生弹性变形，第二气孔22打开，阀片本体121覆盖在第三气孔31上，第三气孔31关闭，第一腔体4内的气流经第二气孔22流出漏气阀，实现气流的单向输送。

基于上述结构，本实施例的漏气阀的工作原理为：

进气时，具有一定压力的气流经第四气孔32进去到第二腔体5内，相同压力的气流经第三气孔31顶起阀片本体121，悬臂梁阀片12的悬臂122产生弹性变形，阀片本体122与第三气孔31凸起间产生小间隙，压力气流流经小间隙进入第一腔体4，压力气流克服悬臂梁预紧力且流过小间隙，故产生压降，即第一腔体压力小于第二腔体压力。在压力差的作用下隔膜本体121朝向第二气孔22产生弹性变形，覆盖第二气孔22，由于第二气孔22关闭，气流只能经过第三气孔31流入第一腔体4，再经第一气孔21流出到储气装置中；

出气时，第三气孔31和第四气孔32停止进气，储气装置中气流经第一气孔21流入第一腔体4内，由于第二腔体5内停止进气，第一腔体4内的气压大于第二腔体5内的气压，阀片本体121在压力差的作用下朝向远离第二气孔22的方向产生弹性变形，第二气孔22打开，阀片本体121覆盖在第三气孔31上，第三气孔31关闭，第一腔体4内的气流经第二气孔22流出漏气阀，实现气流的单向输送。

本实施例中的阀片本体121与第三气孔31的端面接触，为面接触，相较于现有技术中的线接触，反向截止能力强。此外，悬臂为开式结构，过流能力强，根本不存在高压力断流问题。

实施例二

如图11所示，本实施例中的漏气阀与实施例一中的漏气阀结构基本相同，区别仅在于：第二气孔22与隔膜结构1之间不接触，两者之间存在间隙。通过上述设置，使得初始状态下，第二气孔22与第一腔体4连通；进气时，需要较大的压力差使隔膜结构1的隔膜本体11产生弹性变形进而关闭第二气孔22，但在出气过程中，第二气孔22容易打开。

实施例三

如图12所示，本实施例中的漏气阀与实施例一中的漏气阀结构基本相同，区别仅在于：隔膜结构1为分体设置，隔膜结构1包括左隔膜13和右隔膜14，左隔膜13位于第二气孔22和第四气孔32之间，隔断第一腔体4和第二腔体5；右隔膜14上开有安装孔111，安装孔111上安装有悬臂梁阀片12，右隔膜14位于第一腔体4和第三气孔31之间，通过悬臂梁阀片12控制第三气孔31和第一腔体4之间的通断。

实施例四

如图13所示，本实施例中的漏气阀与实施例二中的漏气阀结构基本相同，区别仅在于：隔膜结构1为分体设置，隔膜结构1包括左隔膜13和右隔膜14，左隔膜13位于第二气孔22和第四气孔32之间，隔断第一腔体4和第二腔体5；右隔膜14上开有安装孔111，安装孔111上安装有悬臂梁阀片12，右隔膜14位于第一腔体4和第三气孔31之间，通过悬臂梁阀片12控制第三气孔31和第一腔体4之间的通断。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种隔膜结构，包括隔膜本体(11)，所述隔膜本体(11)上开有安装孔(111)，其特征在于，所述安装孔(111)内设置有悬臂梁阀片(12)，所述悬臂梁阀片(12)包括阀片本体(121)和悬臂(122)，所述阀片本体(121)通过所述悬臂(122)设置在所述安装孔(111)内。

2.如权利要求1所述的一种隔膜结构，其特征在于，所述悬臂(122)至少为两个，至少两个悬臂(122)沿所述阀片本体(121)边缘分布，单个所述悬臂(122)为等截面直悬臂、等截面弯曲悬臂、变截面直悬臂或变截面弯曲悬臂。

3.如权利要求2所述的一种隔膜结构，其特征在于，所述悬臂(122)为3个。

4.一种漏气阀，其特征在于，包括由上至下依次层叠的上盖(2)、如权利要求1-3任一项所述的隔膜结构(1)和下盖(3)。

5.如权利要求4所述的一种漏气阀，其特征在于，所述上盖(2)和所述隔膜结构(1)之间形成第一腔体(4)，所述上盖(2)上设置有与第一腔体(4)连通的第一气孔(21)，所述下盖(3)上设置有第三气孔(31)，所述第三气孔(31)正对隔膜结构(1)上的阀片本体(121)设置，所述阀片本体(121)可覆盖所述第三气孔(31)。

6.如权利要求5所述的一种漏气阀，其特征在于，所述上盖(2)上还设置有伸入到第一腔体(4)内的第二气孔(22)，所述下盖(3)与所述隔膜结构(1)之间形成第二腔体(5)，所述下盖(3)上还设置有与第二腔体(5)连通的第四气孔(32)，所述第二气孔(22)与第二腔体(5)对齐位于所述隔膜结构(1)的两侧，压力气流经第四气孔(32)进入到第二腔体(5)内后可将隔膜本体(11)抵紧在第二气孔(22)上。

7.如权利要求6所述的一种漏气阀，其特征在于，所述第二气孔(22)朝向所述隔膜结构(1)呈凸起状，所述第二气孔(22)与所述隔膜结构(1)接触。

8.如权利要求6所述的一种漏气阀，其特征在于，所述第二气孔(22)朝向所述隔膜结构(1)呈凸起状，所述第二气孔(22)与所述隔膜结构(1)之间存有间隙。

9.如权利要求5-8任一项所述的一种漏气阀，其特征在于，所述第三气孔(31)朝向所述隔膜结构(1)呈凸起状，所述第三气孔(31)将所述阀片本体(121)稍顶出安装孔(111)。

10.如权利要求5-8任一项所述的一种漏气阀，其特征在于，所述隔膜结构(1)为一体结构或分体设置。