CN112576760A - 气动隔膜阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气动隔膜阀，包括阀体、驱动机构以及隔膜，所述阀体内部形成阀腔和阀门；所述驱动机构与所述阀体连接；隔膜容置于所述阀腔，并与所述驱动机构连接，所述隔膜包括间隔设置的第一密封台阶和第二密封台阶，所述第一密封台阶位于所述第二密封台阶的外侧，所述第一密封台阶与所述阀腔的内壁固定，所述驱动机构驱动所述隔膜运动以使所述第二密封台阶开启或关闭所述阀门。本发明技术方案旨在提高气动隔膜阀流量的稳定性，提高流量控制的精确性。

Description

气动隔膜阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种气动隔膜阀。

背景技术

隔膜阀的启闭件为软质材料制成的隔膜，能把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，使位于隔膜上方的阀杆、阀瓣等零件不受介质的腐蚀，省去了填料密封结构，也不会产生介质外漏。因此，隔膜阀被的广泛使用于各个领域的湿制过程，可以实现高腐蚀性、高温、高纯净介质的控制应用。相关技术中的隔膜阀，为了追求流通能力，通常阀座流道设计的越大越好，但是这种结构会在微小流量控制中，出现控制不精确的问题，且，在高频开关下还容易造成隔膜阀的使用寿命短，难以达标的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种气动隔膜阀，旨在提高气动隔膜阀流量的稳定性，提高微小流量控制的精确性。

为实现上述目的，本发明提出的气动隔膜阀，包括：

阀体，所述阀体内部形成阀腔和阀门；

驱动机构，所述驱动机构与所述阀体连接；以及

隔膜，所述隔膜容置于所述阀腔，并与所述驱动机构连接，所述隔膜包括间隔设置的第一密封台阶和第二密封台阶，所述第一密封台阶位于所述第二密封台阶的外侧，所述第一密封台阶与所述阀腔的内壁固定，所述驱动机构驱动所述隔膜运动以使所述第二密封台阶开启或关闭所述阀门。

在本发明的一实施例中，所述隔膜还包括主体部，所述主体部具有相对设置的第一端面和第二端面以及连接于所述第一端面和所述第二端面的侧壁面，所述驱动机构连接于所述第一端面，所述第二密封台阶连接于所述第二端面，所述第一密封台阶连接于所述侧壁面，并朝向背离所述侧壁面的方向延伸设置。

在本发明的一实施例中，所述第一密封台阶包括密封区和弹性变形区，所述弹性变形区靠近所述主体部的一端设置，所述弹性变形区的厚度小于所述密封区的厚度。

在本发明的一实施例中，所述弹性变形区呈弧形设置，且所述弹性变形区的延伸距离大于所述阀门开闭行程。

在本发明的一实施例中，所述阀腔的内壁设有固定槽，所述第一密封台阶背离所述主体部的一端设有翻边，所述翻边插设于所述固定槽。

在本发明的一实施例中，所述第一端面凹设有第一连接孔，所述第一连接孔的孔壁设有第一连接螺纹；

所述驱动机构包括活塞，所述活塞设有第二连接螺纹，所述第一连接螺纹与所述第二连接螺纹啮合。

在本发明的一实施例中，所述驱动机构还包括：

气缸体，所述气缸体固定于所述阀体，所述气缸体还设有让位孔；

气缸盖，所述气缸盖盖合于气缸体，并与所述气缸体围合形成容纳空间；以及

活塞，所述活塞包括相连接的密封部和连接部，所述密封部容纳于所述容纳空间，并密封所述让位口，所述连接部设有所述第二连接螺纹，所述连接部经由所述让位孔伸出所述容纳空间，并与所述隔膜连接。

在本发明的一实施例中，所述密封部设有第一密封槽，所述驱动机构还包括第一密封件，所述第一密封件固定于所述第一密封槽，并与所述气缸体的内壁抵接。

在本发明的一实施例中，所述驱动机构还包括指示杆，所述气缸盖设有连通所述容纳空间的过孔，所述指示杆至少部分穿过所述过孔与所述活塞固定连接。

在本发明的一实施例中，所述气缸体朝向所述阀体的端面还设有第二密封槽，所述驱动机构还包括第二密封件，所述第二密封件固定于所述第二密封槽，并与所述阀体抵接。

本发明技术方案中气动隔膜阀包括阀体、驱动机构以及隔膜。其中，阀体内部形成有阀腔和与阀腔连通的阀门，隔膜容置于阀腔内，并盖个阀腔设置，驱动机构与隔膜连接，并可驱动隔膜于阀腔内运动，以开启或闭合阀门，从而实现回路中的介质的流通和截断。并且，隔膜包括有间隔设置的第一密封台阶和第二密封台阶，第一密封台阶与阀腔的内壁固定，以提高隔膜与阀体连接的可靠性，第二密封台阶在驱动机构的驱动下，实现对阀门的开启或关闭。本发明技术方案中通过采用驱动机构与阀体结合，将传统隔膜阀的堰型流道或曲径流道改成柱塞结构的类似流道，可以对回路上游的压力波动起到背压作用，保证介质流通能力的均衡性，以保证流量的最大稳定性。并且，通过将隔膜设置成间隔设置的第一密封台阶和第二密封台阶，还可以分别对腔体和流道做隔离密封，提高流量控制的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明气动隔膜阀一实施例的结构分解示意图；

图2为图1中阀体和隔膜的结构分解图；

图3为为图1中阀体关闭状态结构示意图；

图4为为图1中阀体开启状态结构示意图；

图5为图3中阀体关闭状态结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	阀体	37	第三密封件
11	阀腔	38	第四密封件
				13	阀门	50	隔膜
15	固定槽	51	主体部
				30	驱动机构	511	第一端面
31	气缸体	513	第一连接孔
				32	气缸盖	515	侧壁面
321	过孔	517	第一连接螺纹
				33	活塞	53	第一密封台阶
331	密封部	531	弹性变形区
				3311	第一密封槽	533	密封区
333	连接部	5331	翻边
				34	指示杆	5333	凸筋
35	第一密封件	55	第二密封台阶
				36	第二密封件	60	底板

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种气动隔膜阀(未标示)。

参照图1至图5，在本发明一实施例中的气动隔膜阀包括：

阀体10，所述阀体10内部形成阀腔11和阀门13；

驱动机构30，所述驱动机构30与所述阀体10连接；以及

隔膜50，所述隔膜50容置于所述阀腔11，并与所述驱动机构30连接，所述隔膜50包括间隔设置的第一密封台阶53和第二密封台阶55，所述第一密封台阶53位于所述第二密封台阶55的外侧，所述第一密封台阶53与所述阀腔11的内壁固定，所述驱动机构30驱动所述隔膜50运动以使所述第二密封台阶55开启或关闭所述阀门13。

本发明技术方案中气动隔膜阀包括阀体10、驱动机构30以及隔膜50。其中，阀体10内部形成有阀腔11和与阀腔11连通的阀门13，隔膜50容置于阀腔11内，并盖合于阀腔11的顶部设置，驱动机构30与隔膜50连接，并可驱动隔膜50于阀腔11内运动，以开启或闭合阀门13，从而实现对回路中的介质的流通和截断。并且，隔膜50包括有间隔设置的第一密封台阶53和第二密封台阶55，第一密封台阶53与阀腔11的内壁固定，以提高隔膜50与阀体10连接的可靠性。且第二密封台阶55在驱动机构30的驱动下，实现对阀门13的开启或关闭。本发明技术方案中通过采用驱动机构30与阀体10结合，将传统隔膜50阀的堰型流道或曲径流道改成柱塞结构的类似流道，可以对回路上游的压力波动起到背压作用，保证介质流通能力的均衡性，以保证流量的最大稳定性。并且，通过将隔膜50设置成间隔设置的第一密封台阶53和第二密封台阶55，还可以分别对腔体和流道做隔离密封，提高流量控制的精确性。

需要说明的是，阀座可以采用耐高温及碱性的聚四氟乙烯(Poly tetrafluoroethylene)，英文缩写为PTFE，或耐酸性的聚偏氟乙烯Poly(vinylidene fluoride)，英文缩写PVDF，或耐高温、耐强酸碱的可熔性聚四氟乙烯(Perfluoroalkoxy，简称PFA塑料)制成，如此，以提升阀体10的耐腐蚀性，延长阀体10的使用寿命。驱动机构30可以采用耐酸性的PVDF材料制成，以确保驱动机构30的耐酸性，延长驱动机构30的使用寿命。

进一步，该阀体10还设有的连通阀腔11的入口(未标示)和出口，为了方便与连接管连接，可以采用软管扩口与阀体10的入口和出口锁紧连接。由于本发明气动隔膜阀具有流量稳定，精度高、使用寿命长等特点，可以广泛地应用于集成电路，半导体、光伏、玻璃面板、新能源等新行业的湿制过程，具有广泛的使用范围的。

进一步，第二密封台阶55与阀门13的端部为平面贴合，以提高密封的可靠性。在一些实施例中，还可以在第二密封台阶55的端面设有限位槽(未标示)，以使得阀门13的端部插入至限位槽中，提升第二密封台阶55与阀门13连接的可靠性，进一步提升密封的可靠性。

参照图1至图5，在本发明的一实施例中，所述隔膜50还包括主体部51，所述主体部51具有相对设置的第一端面511和第二端面(未标示)以及连接于所述第一端面511和所述第二端面的侧壁面515，所述驱动机构30连接于所述第一端面511，所述第二密封台阶55连接于所述第二端面，所述第一密封台阶53连接于所述侧壁面515，并朝向背离所述侧壁面515的方向延伸设置。

在本发明一实施例的技术方案中，隔膜50的主体部51大致呈圆柱体结构，通过将主体部51设置成柱状结构，一方面是为了方便隔膜50与驱动机构30的连接，另一方面柱形主体结构还可以增隔膜50阀的强度。第一密封台阶53和第二密封台阶55均大致呈盘状结构，第一密封台阶53与第二密封台阶55呈间隔设置的结构，可以在控制回路流通或截断的过程中互不干扰，确保对流量控制的稳定性。

需要说明的是，隔膜50需要与介质直接接触，隔膜50的材质应当具备良好的耐高温、耐碱性、耐酸性等特性。优选地，隔膜50的材质可以PTFE，也可以是PFA、PVDF等，此外，隔膜50的材料也不局限于上述所列举的材料，还可以是其他符合需求的材料等。进一步，隔膜50的主体部51、第一密封台阶53和第二密封台阶55为一体结构，如此，可以降低核膜的制造难度，同时也可以提高隔膜50的强度，提升隔膜50的使用寿命。

参照图2至图5，在本发明的一实施例中，所述第一密封台阶53包括密封区533和弹性变形区531，所述弹性变形区531靠近所述主体部51的一端设置，所述弹性变形区531的厚度小于所述密封区533的厚度。

在本发明一实施例的技术方案中，第一密封台阶53大致呈盘状结构，并且，还在第一密封台阶53在靠近主体部51的一侧形成弹性变形区531，并且该弹性变形区531的厚度小于的密封区533的厚度，如此，驱动机构30的驱动下，隔膜50主体部51、第二密封台阶55需要随着驱动机构30上下运动以实现发明的开启和关闭，而在阀门13开启的过程中，仍需要台阶将阀腔11和驱动机构30分隔，以避免介质与驱动机构30接触，对驱动机构30进行保护，延长驱动机构30的使用寿命。因此，必须确保第一密封台阶53的密封部331与阀体10的腔壁固定连接，因此，同时又不能影响阀门13的控制，故将第一密封台阶53靠近主体部51的一端设置成厚度较小的弹性变形区531，以使得弹性变形区531可以在驱动机构30的驱动下发生弹性变形，减少密封部331的受影响程度，确保密封部331对阀腔11的密封效果。

进一步，该所述弹性变形区531呈弧形设置，且所述弹性变形区531的延伸距离大于所述阀门13开闭行程。弹性变形区531呈弧形设置是指弹性变形区531的纵截面的投影呈弧形设置，以使得弹性变形区531的各个位置过度平滑均匀，确保弹性变形前后的状态一致。进一步，弹性变形区531发生弹性形变后延伸的距离要比阀门13开闭所需的距离大，例如，可以是大1.2倍、1.5倍、1.8倍、2.0倍等。优选地，弹性变形区531发生弹性形变后延伸的距离要比阀门13开闭所需的距离大1.5倍，如此，可以避免隔膜50在运动的过程中出现强行下拉和强行挤压的情况，减小隔膜50在运动过程中挠曲弯度，从而增加隔膜50的使用次数，延长隔膜50的使用寿命。

参照图1至图5，在本发明的一实施例中，所述阀腔11的内壁设有固定槽15，所述第一密封台阶53背离所述主体部51的一端设有凸筋5333，所述挂台插设于所述固定槽15。

在本发明一实施例的技术方案中，阀腔11的内壁面设有固定槽15，第一密封台阶53背离主体部51的一端形成有翻边5331，翻边5331凸设于密封区533远离弹性变形区531的侧边，并与密封区533呈夹角设置，该翻边5331插设于固定槽15内，以实现将第一密封台阶53与阀腔11内壁面的固定连接。并且，该翻边5331的表面还设有凸筋5333，凸筋5333与固定槽15的槽壁抵接以进一步提升第一密封台阶53与阀体10固定的可靠性。

参照图1至图5，在本发明的一实施例中，所述第一端面511凹设有第一连接孔513，所述第一连接孔513的孔壁设有第一连接螺纹517；

所述驱动机构30包括活塞33，所述活塞33设有第二连接螺纹(未标示)，所述第一连接螺纹517与所述第二连接螺纹啮合。

在本发明一实施例的技术方案中，第一端面511形成的第一连接孔513为盲孔，以避免阀腔11内的介质对活塞33进行腐蚀和损坏，以提高驱动机构30的使用寿命。活塞33与隔膜50通过第一连接螺纹517与第二连接螺纹的配合实现可拆卸连接，一方面可以提升活塞33与隔膜50连接的可靠性，另一方面，还能方便对各个部件的维护或替换等。

参照图1至图5，在本发明的一实施例中，所述驱动机构30还包括：

气缸体31，所述气缸体31固定于所述阀体10，所述气缸体31还设有让位孔；

气缸盖32，所述气缸盖32盖合于气缸体31，并与所述气缸体31围合形成容纳空间；以及

活塞33，所述活塞33包括相连接的密封部331和连接部333，所述密封部331容纳于所述容纳空间，并密封所述让位口，所述连接部333设有所述第二连接螺纹，所述连接部333经由所述让位孔伸出所述容纳空间，并与所述隔膜50连接。

在本发明一实施例的技术方案中，驱动机构30为阀体10的阀门13的开启和关闭提供动力能源，可以有效地提升开合的效率。其中，气缸体31阀体10通过螺钉实现固定连接。为了增加阀体10和气缸体31连接的可靠性，还在气缸体31朝向阀体10的端面还设有第二密封槽，驱动机构30还包括第二密封件3736，第二密封件3736固定于第二密封槽，且第二密封件3736的至少部分突出第二密封槽设置，以与阀体10抵接，从而增加气缸体31与阀体10连接的可靠性。

参照图1，在本发明的一实施例中，所述密封部331设有第一密封槽3311，所述驱动机构30还包括第一密封件35，所述第一密封件35固定于所述第一密封槽3311，并与所述气缸体31的内壁抵接。

在本发明一实施例的技术方案中，密封部331大致呈筒状结构，密封部331的侧壁面515凹设有第一密封槽3311，该第一密封槽3311环绕设置，第一密封件35固定于第一密封槽3311的内部。并且，第一密封件35的至少部分凸出于第一密封槽3311外并与让位口的侧壁抵接，以提高活塞33与让位口密封可靠性。

在一些实施例中，还可以在密封部331和连接部333之间也设有第一密封件35，用于进一步加强活塞33与气缸体31密封的可靠性。

参照图1，在本发明的一实施例中，所述驱动机构30还包括指示杆34，所述气缸盖32设有连通所述容纳空间的过孔321，所述指示杆34至少部分穿过所述过孔321与所述活塞33固定连接。

在本发明一实施例的技术方案中，指示杆34穿过设于气缸盖32的过孔321与活塞33的连接，用于指示活塞33驱动机构30的压力参数以及工作状态等，以提高气动隔膜阀的安装性能。指示杆34的端部与活塞33可以通过螺纹连接，也可以通过卡扣实现固定连接，在此不进行限定。

需要说明的是，指示杆34的设有第三密封件，第三密封件与过孔321的侧壁抵接，以对过孔321进行密封，确保驱动机构30密封的可靠性。

此外，还可以在气缸盖32和气缸体31之间设有第四密封件38，进一步提升密封的可靠性。需要说明的是，本发明实施例中的第一密封件35、第二密封件3736、第三密封件以及第四密封件38的材质均为橡胶或者是硅胶等，在此不进行限定。

在一些实施例中，为了方便气动隔膜阀的固定，所述气动隔膜阀还包括有底座，可以通过螺栓依次穿过气缸盖32、气缸体31、阀体10以及底板60实现气动隔膜阀整体的固定，提高固定的可靠性。

鉴于以上产品问题和应用缺陷，针对集成电路，半导体，光伏，玻璃面板，新能源等新行业的湿制程对高温、高腐蚀、高精度流体控制要求，全新设计并制造一种狭小流道特性的薄膜阀体10，使用双台阶弧形设计隔膜50，气缸机构全部采用无污染耐高温高分子材料，接管采用扩口软管连接的微流量气动薄膜阀。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气动隔膜阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体内部形成阀腔和阀门；

驱动机构，所述驱动机构与所述阀体连接；以及

隔膜，所述隔膜容置于所述阀腔，并与所述驱动机构连接，所述隔膜包括间隔设置的第一密封台阶和第二密封台阶，所述第一密封台阶位于所述第二密封台阶的外侧，所述第一密封台阶与所述阀腔的内壁固定，所述驱动机构驱动所述隔膜运动以使所述第二密封台阶开启或关闭所述阀门。

2.如权利要求1所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述隔膜还包括主体部，所述主体部具有相对设置的第一端面和第二端面以及连接于所述第一端面和所述第二端面的侧壁面，所述驱动机构连接于所述第一端面，所述第二密封台阶连接于所述第二端面，所述第一密封台阶连接于所述侧壁面，并朝向背离所述侧壁面的方向延伸设置。

3.如权利要求2所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述第一密封台阶包括密封区和弹性变形区，所述弹性变形区靠近所述主体部的一端设置，所述弹性变形区的厚度小于所述密封区的厚度。

4.如权利要求3所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述弹性变形区呈弧形设置，且所述弹性变形区的延伸距离大于所述阀门开闭行程。

5.如权利要求2所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述阀腔的内壁设有固定槽，所述第一密封台阶背离所述主体部的一端设有翻边，所述翻边插设于所述固定槽。

6.如权利要求2至5中任意一项所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述第一端面凹设有第一连接孔，所述第一连接孔的孔壁设有第一连接螺纹；

所述驱动机构包括活塞，所述活塞设有第二连接螺纹，所述第一连接螺纹与所述第二连接螺纹啮合。

7.如权利要求6所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述驱动机构还包括：

气缸体，所述气缸体固定于所述阀体，所述气缸体还设有让位孔；

气缸盖，所述气缸盖盖合于气缸体，并与所述气缸体围合形成容纳空间；以及

活塞，所述活塞包括相连接的密封部和连接部，所述密封部容纳于所述容纳空间，并密封所述让位口，所述连接部设有所述第二连接螺纹，所述连接部经由所述让位孔伸出所述容纳空间，并与所述隔膜连接。

8.如权利要求7所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述密封部设有第一密封槽，所述驱动机构还包括第一密封件，所述第一密封件固定于所述第一密封槽，并与所述气缸体的内壁抵接。

9.如权利要求7所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述驱动机构还包括指示杆，所述气缸盖设有连通所述容纳空间的过孔，所述指示杆至少部分穿过所述过孔与所述活塞固定连接。

10.如权利要求7所述的气动隔膜阀，其特征在于，所述气缸体朝向所述阀体的端面还设有第二密封槽，所述驱动机构还包括第二密封件，所述第二密封件固定于所述第二密封槽，并与所述阀体抵接。

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