CN114585838A - 用于真空系统的单向止回阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种真空系统单向阀。该阀具有用于横跨真空系统中的流动路径延伸的挡板，挡板包括孔口（16），孔口的周边包括阀座。阀还包括阀构件（18），其包括从构造成与阀座配合的表面延伸的突起（20），突起延伸穿过孔口；其中，突起包括从该突起向外延伸的固持部分）22并被构造成使得固持部分不能穿过孔口。阀构件和孔口被构造成使得阀构件在关闭位置遮挡孔口并与阀座密封以阻碍从出口端部到入口端部的流体流动，并且在使用中能够移位以远离阀座移动并在打开位置允许流体从入口端部流到出口端部，固持部分被构造成在阀处于打开位置时限制阀构件朝向出口端部的行程。

Description

用于真空系统的单向止回阀

技术领域

本发明的领域涉及用于在真空系统中使用的单向阀。

背景技术

在真空系统中使用单向阀，以允许流体在一个方向上被泵送，并阻止流体从较高压力区返回到真空区。例如，它们被用作诸如吹泄阀的内部减压阀，或用作干泵中的排气止回阀，或用作消减系统中的单向阀。

在真空系统内发现的压力差可能较高，并且这些系统需要有效的密封。另外，在许多真空系统中泵送的过程气体在高温下是腐蚀性气体。这些气体限制了适用于这样的系统中密封件的密封材料的数量以及这些密封件的寿命。

希望提供一种改进的单向阀，其具有对腐蚀性过程气体和热过程气体的改善的抵抗力。

发明内容

第一方面提供了一种真空系统单向阀，其包括：挡板，其用于横跨所述真空系统中的流动路径延伸，所述挡板包括孔口，所述孔口的周边包括阀座；阀构件，其包括从构造成与所述阀座配合的表面延伸的突起，所述突起延伸穿过所述孔口；其中，所述突起包括从所述突起向外延伸的固持部分并被构造成使得所述固持部分不能穿过所述孔口；所述阀构件和孔口被构造成使得所述阀构件在关闭位置遮挡所述孔口并与所述阀座密封，以阻碍从出口端部到入口端部的流体流动，并且在使用中能够移位以远离所述阀座移动并在打开位置允许流体从所述入口端部流到所述出口端部；所述固持部分被构造成当所述阀处于所述打开位置时限制阀构件朝向所述出口端部的行程。

本发明的发明人认识到，在许多真空系统的环境中密封既具有挑战性又昂贵。特别是，诸如弹性体材料的许多常规密封材料在高温下和通过腐蚀性气体而劣化。这样的高温腐蚀性环境通常是在真空系统中发现的环境。单向阀常规地具有在开启和关闭位置之间自由移动的阀构件或主体。常规地，这样的阀形成为两个部件，这两个部件之间具有密封件，以允许阀主体插入并固持在阀内。

本发明的发明人认识到，尽管在阀和真空系统之间需要密封件，但是可以避免在阀的外部封壳中的任何附加的密封件。考虑到这一点，他们提供了一种具有简单构造的阀，使得阀构件由延伸穿过孔口的元件固持，允许止回阀由较少的零件形成，并具有相应地较少的密封要求。

在一些实施例中，所述外部封壳由所述挡板的外周边构成。

尽管在一些情况下阀的外部封壳作为环形构件从入口延伸到出口，并提供包含挡板(具有孔口)和可移动阀构件的空间，但在一些情况下外部封壳仅为挡板的外径，并且在这种情况下阀构件将在挡板附接到其上的真空组件内移动。这样的布置减少了将阀附接到阀组件所需的密封件的数量，并且还导致非常紧凑的阀。然而，在这种情况下，阀组件应当被设计成使得挡板附接到其上的部分使得阀构件具有在其内移动的空间，使得阀构件可以在打开位置和关闭位置之间移动，在打开位置，阀构件不与挡板和孔口接触，在关闭位置，阀构件与挡板密封并关闭孔口。

在一些实施例中，所述阀的所述外部封壳被构造成支撑用于与所述真空系统密封的密封件。

在挡板构件的外周边形成阀的外部封壳的情况下，则该外周边可以被构造成保持可能为O形环的密封件，以便它可以被密封到真空组件并以方便的方式保持固定。

在一些实施例中，所述单向阀还包括：构造成与所述真空系统密封地配合的外部封壳，所述外部封壳形成为单件，并包括入口端部和出口端部，所述入口端部和出口端部经由所述孔口流体连通，所述孔口限定通过所述阀的贯通通道。

具有单个外部封壳减少将止回阀附接到真空系统所需的密封件的数量。

在一些实施例中，所述外部封壳包括连接所述入口端部和出口端部的环形壁。

该阀在入口和出口之间提供可由阀构件打开或遮挡的流动通道。在一些实施例中，该流动通道由包括环形壁的外部封壳提供，其中流体流过由壁包围的内部空间。

在一些实施例中，所述外部封壳包括基本上圆柱形的形状。

在其它实施例中，所述外部封壳具有朝向中心部分增加的横截面。

一种实用的形状可以是坚固、易于制造并且能够包含阀构件并提供流体流动通道的圆柱体。当阀构件被构造成阻塞流体流动路径并且当相当大的孔口被用来改善流体传导性时，则需要同样相当大的阀构件。在这种情况下，朝向孔口和阀构件所在的中心部分增加阀的直径可能是有利的。当处于打开位置时，这为流体围绕阀构件流动提供了额外的空间，并改善了传导性。

在一些实施例中，所述入口端部和出口端部包括从所述环形壁向外延伸的凸缘，用于与所述真空系统的导管配合。

外部封壳可以包括在任一端部处的凸缘，用于通过夹紧装置附接到真空系统。

在一些实施例中，所述外部封壳包括中心部分，该中心部分向外延伸到所述凸缘的外径。

如前所述，朝向中心部分增加外部封壳的直径可能是有利的。在任一端部处具有用于将阀附接到真空系统的凸缘也可能是有利的。将中间直径增加一定量，使朝向中间的直径与凸缘的直径大小相似，这允许阀具有增加的传导性，但直径不超过由凸缘的尺寸决定的最大直径。

在一些实施例中，所述阀座包括弹性体材料。

发明人认识到，弹性体材料是一种有效的密封材料，但在高温和一些腐蚀性环境下很脆弱。他们意识到，在阀座上而不是在阀构件上提供这样的材料允许材料保持在更受控制的温度下，因为材料将始终与壳体接触。

由于阀主体在气流中并且在其大部分操作中远离壳体，其中气流是热气流，所以阀构件将会加热，并且除非由特别耐热的材料制成，否则可能被损坏。

此外，对于许多阀构件，阀构件和阀座之间的接触表面可以在整个外表面上的任何地方，从而在阀座上提供密封材料允许使用减少量的密封材料。

在一些实施例中，所述弹性体材料包括在所述出口端部处围绕所述孔口的周边的涂层。

弹性体材料可以用来在阀构件和阀座之间提供有效密封。当弹性体材料安装在阀座上时，该材料应当覆盖阀构件将接触的区域。在一些情况下，该材料在孔口的出口端部处的孔口的周边周围。备选地，弹性体材料可以是附接到孔口的环形插入件，再次在出口端部处的孔口的周边周围提供覆盖。在这种情况下，使用可以安装到孔口的单独的弹性体插入件。

在一些实施例中，所述突起从其延伸的所述表面包括弯曲表面。

尽管与阀座密封的阀构件的下表面可以具有多种形式，但可能有利的是它是弯曲的，可能是半球形形状的，因为这样的形式将很好地与孔口密封，并且还将以稍微不同的取向与阀构件密封。这可以帮助阻碍来自过程气体的沉积物在阀构件上的积聚。

在一些实施例中，所述固持部分的长度大于所述孔口的直径。

为了防止固持部分通过孔口，可能的情况是，垂直于突起的固持部分的至少一个尺寸长于孔口的直径。

在一些实施例中，所述阀构件由陶瓷材料形成，而在其它实施例中，所述阀构件由诸如不锈钢的金属形成。

陶瓷材料和诸如不锈钢的金属都耐高温，并能抵抗许多腐蚀性材料。此外，在阀座具有弹性体材料的情况下，则这样的相对硬的主体与阀座上的弹性体材料形成有效的密封。

可以将自身形成有效密封的其它材料用于阀构件，特别是在阀将在不特别热和/或不传输腐蚀性气体的环境中使用的情况下。

在一些实施例中，所述阀构件包括构造成与所述阀座配合的弯曲密封表面；并且围绕所述孔口的所述挡板的所述表面的至少一部分朝向所述阀的所述入口端部倾斜，使得所述孔口朝向所述出口端部比朝向所述入口更大。

本发明的发明人认识到，在可压缩弹性体类型的材料不可用于密封的情况下，如果密封件是有效的，则密封表面具有良好的接触是特别重要的。此外，如果阀要连续地移位，则每次阀移位时其方位可能略微改变且因此，如果可用的密封表面不被局限到特定取向，也是有利的。具有弯曲表面和倾斜阀座的阀构件提供有效的密封表面，并允许阀构件与处于不同取向的阀构件有效地密封。

在一些实施例中，所述孔口的所述倾斜表面的沿直径对置的部分所对的角度在45°和100°之间，优选地所述孔口所对的角度在55°和70°之间。

已经发现，围绕阀的孔口的倾斜表面可以提供与阀构件的弯曲表面的有效密封，并且已经发现，特别地45°和100°之间的角度(更优选地55°和70°之间的角度)安全地、稳固地接收阀构件并提供有效密封。

在一些实施例中，阀构件的直径比阀座的直径大5%和10%之间，并且倾斜表面所对的角度在55°和70°之间。

选择斜面的角度以及孔口和阀构件的相对尺寸，使得在阀座处的表面的斜面与在阀构件的弯曲表面在期望的配合位置处相切。就这一点而言，在它们被选择为尺寸相似的情况下，则阀构件在最靠近阀构件的最宽部分的点处与阀座匹配，在该点处阀构件表面的斜面是陡峭的，并且在这种情况下，适当的角度是较小的角度。具有与阀座相似但略大的直径的阀构件提供了有效的密封，而不会在处于打开位置时过度地遮挡通道。

在其它实施例中，阀构件的直径比阀座的直径大15%到30%之间，并且倾斜表面所对的角度在75°和95°之间。

在一些情况下，阀构件在远离其最宽点的点处接触孔口可能是有利的，在该点处与弯曲表面的切线较不陡峭。这可以提供有效的密封表面，但是阀构件相对于孔口的增加的尺寸可能导致在打开位置流体流动的阻碍增加。

在一些实施例中，围绕所述孔口的所述表面的所述倾斜部分从面向所述阀的所述出口端部的表面朝向面向所述入口端部的所述表面延伸，并且对于延伸到面向所述入口端部的所述表面的部分变得更陡，所述阀座位于所述倾斜角度变化处或靠近所述倾斜角度变化的位置。

在一些实施例中，斜面的角度朝向入口端部变得更陡，并且这允许阀座的位置靠近其变得更陡的区域且远离入口侧的孔口的边缘。这使得阀座更加坚固，其中支撑阀构件的阀座部分不靠近孔口的边缘。

在其它实施例中，所述倾斜表面包括弯曲轮廓，该弯曲轮廓被构造成基本上匹配所述阀构件的弯曲轮廓。

一种备选构造是倾斜表面具有弯曲轮廓，该弯曲轮廓匹配阀构件的弯曲轮廓。尽管这可以提供额外的密封区域，因为接触区域可以横跨更宽的区域，但它确实需要弯曲表面的匹配来提供这样的有效密封。

在一些实施例中，围绕所述孔口的所述挡板的所述表面包括凹口，使得所述阀构件被构造成在所述凹口的任一端部处的两个地方接触围绕所述孔口的所述表面。

备选实施例在孔口的倾斜表面中提供凹口，并且该凹口提供不接触阀构件的弯曲表面的区域，使得阀构件在凹口的任一侧上的两个位置处接触阀座。这在密封时可能特别有效，实际上提供了两个密封位置。

在一些实施例中，所述阀构件是实心的，而在其它实施例中，所述阀构件是中空的。阀构件可以由多种材料形成，并且可以是中空的或实心的，并且通常被构造成具有一定的质量，该质量被选择成提供防止气体反向流动的适当保护，同时不会太大以致于它在真空系统上产生显著的背压。

第二方面提供了一种真空系统单向阀，其包括：挡板，其用于横跨所述真空系统中的流动路径延伸，所述挡板包括孔口，所述孔口的周边包括阀座；阀构件，其包括弯曲的密封表面，该弯曲的密封表面被构造成与所述阀座配合，所述阀构件和孔口被构造成使得所述阀构件在关闭位置遮挡所述孔口并与所述阀座密封，以阻碍从出口端部到入口端部的流体流动，并且在使用中能够移位以远离所述阀座移动并在打开位置允许流体从所述入口端部流到所述出口端部；围绕所述孔口的所述挡板的所述表面的至少一部分朝向所述阀的所述入口端部向内倾斜，使得所述孔口在所述入口端部处比它在所述出口端部处更小。

构造成与弯曲表面配合的围绕挡板中的孔口的阀座的倾斜表面也适用于除了具有延伸穿过孔口的突起和附接到其的固持构件的那些止回阀之外的止回阀。特别地，在可压缩弹性体类型的材料不可用于密封的情况下，如果密封件是有效的，则密封表面具有良好的接触是特别重要的。具有弯曲表面和倾斜阀座的阀提供有效的密封表面，并允许阀构件与处于不同取向的阀构件有效地密封。

围绕孔口的倾斜表面可以是如上所述成角度的，或者可以是弯曲的或具有凹口。在这个方面，阀构件可以包括突起，该突起包括与第一方面一样的固持装置，或者可以存在用于将阀构件固持在止回阀内的一些其它装置，诸如格栅或保持架固持构件。

第三方面提供了一种真空系统单向阀设备，其包括根据第一或第二方面的两个真空系统单向阀，它们相对于彼此串联布置，使得来自所述阀设备的入口端部的流体流过所述单向阀中的第一个，并且然后流过所述单向阀中的第二个。

实施例的单向阀可以用作双止回阀，以提供防止回流的附加保护。止回阀为气体从真空系统的较高压力外部进入真空系统提供了可能的泄漏路径。对于其中由于所经历的恶劣条件而不使用常规弹性体密封装置的阀来说，这可能会特别成问题。泄漏率取决于横跨阀的压差。将止回阀设置为双止回阀提供了两个止回阀之间的中间容积，该中间容积将处于中间压力，使得横跨每个阀的压降比横跨单个阀的压降更小。与使用单个阀时的情况相比，这在系统在正常操作模式下操作并且阀关闭时，导致止回阀中的每一个的更低的泄漏率。

在一些实施例中，该系统还包括在所述两个阀座之间提供流动路径的中间容积，所述流动路径的长度在所述阀座的直径的1.5倍和10倍之间，优选地在1.5倍和6倍之间。

为了使双止回阀特别有效，在两个阀之间应当有一容积，使得真空系统和外部之间的压差在两个止回阀上分开。中间容积越小，当阀关闭时，中间压力达到平衡稳态值的速度就越快，然而，该容积应当足以允许每个阀在不物理地影响另一个阀的情况下打开和关闭。

在一些实施例中，所述中间容积位于连接所述第一和第二中间阀的管道内。

在一些实施例中，两个止回阀可以是独立的单元，并且可以通过连接管道连接。连接管道的长度选择成提供合适的中间容积。在一些情况下，两个阀的两个阀座之间的管道的长度在阀座的直径的1.5倍和10倍之间。

在其它实施例中，该设备包括用于容纳所述第一和第二止回阀两者的组合外部壳体。

可能有利的是将双止回阀形成在单个壳体中，该壳体可以附接到设备，从而需要较少的密封装置。如之前已经指出的，在腐蚀性和热环境中，密封装置劣化，并且因此减少对密封装置的要求是有利的。

在一些实施例中，所述组合外部壳体被构造成使得所述止回阀之间的流动路径包括在与进入和离开所述阀设备的流动路径相反的方向上延伸的部分。

组合壳体可以被构造成使得两个止回阀实际上并排布置，使得它们之间的流动路径在其离开一个阀并向下朝向第二阀返回时改变方向。气体流入和气体流出的方向可以是单个方向，当其在止回阀中的阀之间通过时，流动的方向简单地改变。

在所附的独立和从属权利要求中阐述了另外的特定和优选方面。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征相结合，并且以不同于权利要求中明确阐述的那些的组合结合。

在装置特征被描述为可操作来提供功能的情况下，应当理解，这包括提供该功能或者被适配或构造来提供该功能的装置特征。

附图说明

现在将参照附图进一步描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据一个实施例的阀，其中阀主体包括固持装置；

图2示出了根据又一个实施例的降低高度的阀；

图3示意性地示出了根据一个实施例的单向止回阀；

图4示意性地示出了根据另一个实施例的单向止回阀；

图5示意性地示出了根据又一个实施例的单向止回阀；

图6示出了根据一个实施例的双止回阀；和

图7示出了双止回阀的备选实施例。

具体实施方式

在更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。

实施例试图通过将外部壳体制成一体来提供在壳体中没有静态密封件的单向阀，诸如干泵排气止回阀。消除密封件(其通常是弹性体)允许止回阀在高温下使用，而不用担心内部密封件的寿命。外部密封件(与真空系统配管的密封)仍然需要考虑，但这通常更容易处理，在许多情况下具有更大的横截面。

就这一点而言，泵止回阀中的材料的各种问题意味着在可能的情况下希望从设计中消除或至少减少弹性体和聚合物材料的出现。有可能改变内部零件并牺牲一些密封质量，但仍具有足够好的止回阀。密封性不能被牺牲的一个地方是阀主体的内部和外部之间，即在连接到真空系统的凸缘处和主体的两个零件之间的裂口处，这两个零件常规地围绕运动零件组装，以确保运动零件不会丢失到阀主体外部。在止回阀和真空组件排气管之间的凸缘处将始终存在密封件，但是将主体制成一体并且安排一种不需要拆开主体的用于运动零件的固持方法可以消除对主体密封件的需要。

图1示出了根据一个实施例的阀5。阀5包括一体式外部壳体10，该外部壳体包括环形主体，该环形主体由基本上圆柱形的管形成，该管形成从入口32到出口30的流动路径。圆柱形管包括在任一端部处的凸缘12和横跨中间的一体挡板14。在该系统中仅有的密封件是在端部凸缘12处将阀附接到真空系统所需的那些密封件，并且这些密封件将具有用于这样的凸缘的标准设计。

挡板14具有倾斜壁，其上表面朝向孔口16向下倾斜。孔口16在重力作用下由球18密封。存在固持装置20、22，用于将球18固持在孔口16附近。固持装置20、22包括从球体或球18的下表面延伸的突起或杆20和从杆20向外延伸的固持部22。固持部22被构造成太大而不能配合通过挡板14中的孔16，并且限制球18朝向出口30的行程。固持部22被穿孔，使得它在行程的极限处不堵塞挡板中的孔。杆20可以带螺纹并拧入球18中，可能用稍微不匹配的螺纹间距或胶水来阻止它松开。

尽管在该实施例中阀主体18包括球，但在其它实施例中它可以包括其它形式。球18相比扁平的“冰球”具有优点，即它将旋转以将其表面的不同区域呈现给阀座。一些“冰球”式阀在气体撞击的面上会积聚过程材料。即使杆限制了移动的范围，固持的球仍然可以在不同的取向上搁置，并将更好地摆脱过程积聚。

应当注意，只需要呈现主体18的下表面。如果“球”材料的密度较高(这原本会给阀带来太高的提升压力)，则“球”的顶部可以被重新成形、省略、挖空等。在挡板底板倾斜以帮助阀主体18居中的实施例中，那么如果主体的下表面是弯曲的，则是有利的。在其它实施例中，平坦的下表面是可接受的，在这样的实施例中，如果挡板14的上表面也是平坦的，则是优选的。在其它实施例中，也可以使用构造成与圆锥形挡板上表面匹配的圆锥型下表面。

在该实施例中，在孔口16的密封表面或阀座处布置有任选的诸如弹性体的较软的密封材料24，该材料改进了密封。因为这样的材料附接到常规地为金属主体的壳体，相比大部分时间位于悬浮在热气流中的移动球上的相同材料，在没有通往外部世界的热路径的情况下，它很可能保持在更低的温度下。此外，以这种方式布置的密封件可能需要减少数量的密封材料。

在该实施例中，外壁包括圆柱形壳体。然而，实施例不限于此，并且在其它实施例中，环形壳体可以在凸缘之间的中间径向地向外凸起，使得中心部分具有比上部部分和下部部分更大的直径。这样做是为了增加流体传导性，当阀构件处于打开位置时，较大的直径提供了围绕阀构件的额外空间，并且在一些实施例中还允许增大尺寸的孔口。

在一些实施例中，中心部分的直径的增加可被限制为向外延伸到直至凸缘12的外径的增加。就这一点而言，壳体的直径可以在紧邻凸缘处较小，以允许凸缘被夹紧，并且壳体的直径可以朝向中间部分向外延伸到直至凸缘的外径。这增加了阀的传导性，同时不会过度增加其尺寸。

图2示出了另一个实施例，其中阀外部壳体10已经收缩到其仅延伸挡板14的宽度的程度。因此，孔16和挡板14形成定心环密封载体的中心。功能如图1中所示，不同的是外部壳体的作用由阀插入的管线提供。一些防错功能可以用来确保阀总是正确地插入。应当注意，在该实施例中，管线的相邻件需要包括足够的空间以允许球移动。该实施例提供了一种减小空间的解决方案，其中需要单个密封件将阀附接到真空组件，该单个密封件围绕挡板14的外周边安装。因此，在该实施例中，消除了另外的密封件。这进一步降低了密封件的成本和密封件泄漏的风险。在真空环境和泵送的过程气体是需要诸如FFKM弹性体的昂贵弹性体以用于有效和长寿命密封件的情况下，这种成本的降低特别有利。

应当注意，尽管弹性体插入件24仅在图1的实施例中示出，但它也可在图2的实施例中使用。在阀座上使用弹性体允许阀构件18由诸如不锈钢或陶瓷的较硬材料形成。这些较硬的材料通常更耐高温和一些过程气体的腐蚀性。在孔口16的阀座上没有弹性体涂层或插入件24的一些实施例中，阀主体18可由弹性体涂层或PTFE材料形成。

尽管阀主体通常示出为球体或球，但它也可以采取冰球的形式，其尺寸设计成遮挡孔口16。在这种情况下，挡板14将具有平坦的上表面。

在图1和图2的实施例中，阀主体元件18可以具有部分球体的形状，使得下表面是弯曲的或球形的，并且上表面可以具有另一种形式。就这一点而言，可以根据主体的最佳质量和阀的期望尺寸来选择形式。

在一些实施例中，阀布置成使得其在操作时竖直地设置，从而当没有流体流动时阀主体由于重力而与孔口密封。来自入口的流移出阀主体18并打开孔口16，从而允许气体流过阀。当附接到其中管道不竖直布置的真空系统时，弯管可以用来在进入或退出阀之前扭转流动方向。在其它实施例中，可以有诸如弹簧的一些其它装置将阀偏压到关闭位置。后者可能不是优选的，因为增加可能出现磨损和可靠性问题的附加部件，特别是当止回阀将在恶劣和炎热的环境中使用时。

图3示出了根据另一个实施例的穿过止回阀5的截面。止回阀5包括呈球的形式的阀构件18，并且从该阀构件18延伸出突起和固持构件22。固持构件是穿孔的，以允许气体通过它。阀构件18与形成在挡板14中的阀座22配合，挡板14延伸横跨其中安装有阀的管道，并且包括具有第一角度的倾斜表面25和更陡的倾斜表面的孔口。阀座22位于靠近斜面的角度变化的位置，并在下方的图中更详细地示出，下方的图涉及放大部分D。倾斜表面成角度以与阀构件18的弯曲表面匹配的这种布置即使在阀座和阀构件两者都由诸如金属的硬材料形成的情况下也提供有效的密封。

止回阀5经由密封件安装在管道内，并且气体在箭头7的方向上从真空排气系统朝向出口流动。当真空系统中的压力上升时，在阀构件18上施加力，该阀构件18被推离阀座23进入打开位置，在该位置，气体可以流过不再由阀构件18遮挡的孔口并通过管道的顶部流出。当系统内的压力下降时，阀主体18将在其重量下返回到孔口，并将与阀座23密封，使得真空系统外处于较高压力下的气体不可以进入真空系统。

挡板14中的孔口具有邻近出口的倾斜表面25，该倾斜表面以60⁰的角度对着孔口的沿直径对置侧上的倾斜表面，并且这提供了用于与球的弯曲表面配合并提供良好密封的合适的斜面。斜面朝向阀的入口变得更陡，使得阀座的位置被很好地限定，并且不朝向倾斜表面的一个端部，从而允许球被牢固地保持并且阀座不容易损坏。

已经发现，对于其中球的直径接近阀座的直径的阀构件，60°的角度特别有效。就这一点而言，球的直径比孔口的直径大5%和18%之间，优选地大5%和10%之间。

图4示出了一个备选实施例，其中倾斜表面25的角度是不太陡的角度，并且在该实施例中以90°的角度对着孔口的沿直径对置侧上的倾斜表面。如在先前的实施例中，斜面朝向入口变得更陡，使得阀座位于表面上的限定位置中。在该实施例中，阀构件的直径和阀座的直径相差更大，使得阀构件保持在不靠近阀构件的中间的位置处，并且因此弯曲表面的倾斜角度更大，并与阀座的斜面相匹配。在该实施例中，球的直径比阀座的直径大15%和30%之间。下方的图示出了上方的图的区段F的放大部分。

图5示出了另一个实施例，其中形成阀座的孔口的表面的轮廓在其内具有凹口27，使得在凹口的任一侧上形成两个阀座22。孔口的入口侧比出口侧更小，使得阀构件保持在两个点处，并且在两个点处形成有效的密封，导致更好的密封。下方的图示出了上方的图的区段J的放大部分。

图6示出了另一个实施例，其中使用先前的实施例的两个止回阀5a和5b来提供双止回阀60。两个止回阀形成双止回阀，并且气体经由入口32进入。当在入口32处的压力较低时，与单个阀相比，真空系统和外部之间存在更有效的密封。当两个阀关闭时，管道50内的中间容积处于中间压力，使得入口32和外部之间的压降在不同的止回阀中的每一个上分开，这减少了在正常操作期间的反向泄漏。就这一点而言，横跨每个阀的泄漏取决于横跨阀的压降，因此，通过在两个阀之间分开压降来减小压降减少了泄漏。中间容积应当选择为足以使两个阀在操作期间不物理地彼此影响，但优选地不显著大于该容积。当双止回阀关闭时，较大的中间容积增加了中间容积达到平衡中间压力的时间，并且这对止回阀所附接到的真空系统产生影响。

图7示出了其中双止回阀60安装在单个壳体70内的备选实施例。具有单个壳体使阀更容易安装到系统，并且也减少了将其密封到系统所需的密封件的数量。如前面已经指出的，高温腐蚀系统的密封件可能是有问题的，因此减少所需的数量可能是有利的。

该实施例提供了一种特别紧凑的止回阀，该止回阀可以装配到小空间中。两个止回阀并排安装，并且这要求气流在其行进通过阀时改变方向。

尽管双止回阀示出为具有包括突起和固持构件22的阀构件，但它可以与弯曲阀构件和诸如在阀构件和出口之间的格栅或保持架的一些其它固持装置一起使用。

尽管本文已经参考附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解，本发明不限于精确的实施例，并且本领域技术人员可以在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的范围的情况下进行各种改变和修改。

附图标记

5, 5a, 5b 阀

7 流体流

10 外部壳体

12 凸缘

14 挡板

16 孔口

18 阀主体

20 突起

22 固持部分

23 阀座

24 密封插入件

25 倾斜表面

27 插入件

30 出口

32 入口

50 中间管道

52 密封件

60 双止回阀

70 壳体

Claims (19)

1.一种真空系统单向阀，包括：

挡板，其用于横跨所述真空系统中的流动路径延伸，所述挡板包括孔口，所述孔口的周边包括阀座；

阀构件，其包括从构造成与所述阀座配合的表面延伸的突起，所述突起延伸穿过所述孔口；其中

所述突起包括从所述突起向外延伸的固持部分，并且被构造成使得所述固持部分不能穿过所述孔口；

所述阀构件和孔口被构造成使得所述阀构件在关闭位置遮挡所述孔口并与所述阀座密封以阻碍从出口端部到入口端部的流体流动，并且在使用中能够移位以远离所述阀座移动并在打开位置允许流体从所述入口端部流到所述出口端部；

所述固持部分被构造成当所述阀处于所述打开位置时限制所述阀构件朝向所述出口端部的行程。

2.根据权利要求1所述的真空系统单向阀，所述挡板包括构造成与所述真空系统密封的外周边。

3.根据权利要求1所述的真空系统单向阀，并且还包括：

外部封壳，其被构造成与所述真空系统密封地配合，所述外部封壳形成为单件，并包括入口端部和出口端部，所述入口端部和出口端部经由所述孔口流体连通，所述孔口限定通过所述阀的贯通通道。

4.根据权利要求3所述的真空系统单向阀，其中，所述外部封壳包括连接所述入口端部和出口端部的环形壁。

5.根据权利要求4所述的真空系统单向阀，其中，所述外部封壳包括基本上圆柱形的形状。

6.根据权利要求4所述的真空系统单向阀，其中，所述外部封壳具有朝向中心部分增加的横截面。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的真空系统单向阀，其中，所述阀座包括弹性体材料。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的真空系统单向阀，其中，所述突起从其延伸的所述表面包括弯曲表面。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的真空系统单向阀，其中，所述阀构件包括构造成与所述阀座配合的弯曲密封表面；并且

围绕所述孔口的所述挡板的所述表面的至少一部分朝向所述阀的所述入口端部倾斜，使得所述孔口朝向所述出口端部比朝向所述入口更大。

10.根据权利要求9所述的真空系统单向阀，其中，所述倾斜表面的沿直径对置的部分所对的角度在45°和100°之间、优选地在55°和70°之间。

11.根据权利要求9或10所述的真空系统单向阀，其中，围绕所述孔口的所述表面的所述倾斜部分从面向所述阀的所述出口端部的表面朝向面向所述入口端部的所述表面延伸，并且对于延伸到面向所述入口端部的所述表面的部分变得更陡，所述阀座位于所述倾斜角度变化处或靠近所述倾斜角度变化的位置。

12.根据权利要求9所述的真空系统单向阀，其中，所述倾斜表面包括弯曲轮廓，所述弯曲轮廓被构造成基本上匹配所述阀构件的弯曲轮廓。

13.根据权利要求9所述的真空系统单向阀，其中，围绕所述孔口的所述挡板的所述表面包括凹口，使得所述阀构件被构造成在所述凹口的任一端部处的两个地方接触围绕所述孔口的所述表面。

14.一种真空系统单向阀设备，包括两个根据前述权利要求中的任一项所述的真空系统单向阀，所述两个真空系统单向阀相对于彼此串联布置，使得来自所述阀设备的入口端部的流体流过所述单向阀中的第一个，并且然后流过所述单向阀中的第二个。

15.根据权利要求14所述的真空系统单向阀设备，还包括在所述两个阀的所述阀座之间提供流动路径的中间容积，所述流动路径的长度在所述阀座的直径的长度的1.5倍和10倍之间。

16.根据权利要求14或15所述的真空系统单向阀设备，所述中间容积位于连接所述第一和第二中间阀的管道内。

17.根据权利要求14或15所述的真空系统单向阀设备，包括用于容纳所述第一和第二止回阀两者的组合外部壳体。

18.根据权利要求17所述的真空系统单向阀设备，其中，所述组合外部壳体被构造成使得所述止回阀之间的流动路径包括在与进入和离开所述阀设备的流动路径相反的方向上延伸的部分。

19.一种真空系统单向阀，包括：

挡板，其用于横跨所述真空系统中的流动路径延伸，所述挡板包括孔口，所述孔口的周边包括阀座；

阀构件，其包括弯曲的密封表面，所述弯曲的密封表面被构造成与所述阀座配合，所述阀构件和孔口被构造成使得所述阀构件在关闭位置遮挡所述孔口并与所述阀座密封，以阻碍从出口端部到入口端部的流体流动，并且在使用中能够移位以远离所述阀座移动并在打开位置允许流体从所述入口端部流到所述出口端部；

围绕所述孔口的所述挡板的所述表面的至少一部分朝向所述阀的所述入口端部向内倾斜，使得所述孔口在所述入口端部处比在所述出口端部处更小。

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