雙隔膜閥的製作方法

2023-12-02 11:42:41

專利名稱：雙隔膜閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及閥領域，並且更特別地涉及隔膜閥。2.
背景技術：
閥被用於各種應用。一種類型的閥是隔膜閥，其通過隔膜的移動以阻塞一個埠或多個埠來調節流體流動。隔膜閥可以獨立於流動的方向控制流體流動。隔膜可以通過螺線管來致動，其中螺線管可以通過電力通電以及電控制以快速和可靠地致動閥。螺線管致動的閥被廣泛地應用於偏遠區域、惡劣地環境和危險場所，原因在於其能被自動地操作。因此，其能在許多產業中被用於廣泛範圍的應用中用於控制流體的流動，包括液體和氣體。圖I示出了在授於Holtermann的美國專利4，994，487中公開的現有技術的隔膜閥。現有技術的隔膜閥包括構造用於接觸和密封靠在閥座3上的柱塞2。埠 6和7設置在閥座3的各側上。柱塞2被致動以利用彈性隔膜5部分地或完全地打開或關閉孔4，由此控制埠 6和7之間的流體流動。通過柱塞2和隔膜5的移動打開或關閉孔4，其中柱塞2和隔膜5移向閥座3或移動遠離閥座3。當螺線管9沒有被通電時，彈簧8將柱塞2保持至右側，隨後當柱塞2和隔膜5接觸閥座3時堵塞埠 6和7之間的流體通道。相反，當閥的螺線管9被通電時，柱塞2被拉至圖中的左側，靠在彈簧8上並遠離閥座3，從而打開埠 6至埠 7。在該現有技術的閥中，埠 6和7直接穿過至閥座3，由此需要閥座3具有一定的表面面積以滿足特定流速的需要。因為現有技術的埠 6和7直接穿過閥座3形成，所以現有技術的閥的截面面積必須足夠大以適應所需的流速。結果，現有技術的閥座的截面面積A不僅決定隔膜5的尺寸還決定推動現有技術的隔膜5靠在閥座3上的所需的作用力F，原因在於作用力F=PXA,其中P為閥室內部的流體壓力。因此，需要較大的螺線管功率以用於向隔膜5施加較大的作用力F。

發明內容
在本發明的一些方面中，雙隔膜閥包括
延伸在第一密封表面和第二密封表面之間的閥孔，其中至少雙隔膜閥的第一埠和第二埠通過第一密封表面和第二密封表面與閥孔流體連通；
基本設置在第一密封表面處的第一隔膜；
基本設置在第二密封表面處的第二隔膜；以及
閥柱塞，構造成基本上在閥孔內往復移動，其中第一隔膜構造成當閥柱塞移向第二密封表面時基本上密封第一密封表面，並且其中第二隔膜構造成當閥柱塞移向第一密封表面時基本上密封第二密封表面。優選地，第一埠包括常開埠並且第二埠包括常閉埠。優選地，雙隔膜閥進一步包括與閥孔流體連通的公共埠，其中流體在公共埠與第一埠或第二埠中的一個之間流動。優選地，閥柱塞形成的長度使得閥柱塞保持成基本鄰接但基本上不粘附地與第一隔膜和第二隔膜接觸。
優選地，閥柱塞具有基本上小於閥孔截面的截面。優選地，閥柱塞具有允許流體沿閥柱塞基本上縱向流動的截面形狀。優選地，雙隔膜閥進一步包括設置在第一埠和第一密封表面之間並且與第一埠和第一密封表面連通的第一內凹槽；以及設置在第二埠和第二密封表面之間並且與第二埠和第二密封表面連通的第二內凹槽，其中第一和第二內凹槽基本上圍繞第一和第二密封表面設置，並且其中第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。優選地，第一和第二凹槽包括基本上環形的凹槽。優選地，第一和第二埠進一步包括與第一和第二內凹槽貫穿並在其間形成流體連通的第一和第二連接通道。優選地，第一和第二密封表面被成形為基本上平穩地弓I導閥孔與第一和第二內凹槽之間的流體流動。優選地，雙隔膜閥進一步包括構造用於產生第一作用力Fl的第一彈簧，設置在第一彈簧和第一隔膜之間的推動件，其中當閥柱塞在第一作用力Fl的作用下向第二密封表面移動時，第一彈簧和推動件將第一隔膜壓靠在第一密封表面上，構造用於產生第二作用力F2的第二彈簧，設置在第二隔膜和第二彈簧之間並且與閥柱塞相對的電樞，其中第二隔膜置於電樞和閥柱塞之間，其中當閥柱塞在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面時,第二彈簧和電樞將第二隔膜壓在第二密封表面上，以及構造成致動電樞的螺線管，其中當螺線管被通電時，電樞基本上克服第二彈簧並且基本上與第一彈簧一起移動，其中螺線管將閥柱塞移向第二隔膜，從而基本上不堵塞第二埠但基本上堵塞第一埠，並且其中當螺線管不通電時，來自第二彈簧的第二作用力推動電樞和閥柱塞以克服第一彈簧的第一作用力，由此不密封第一密封表面。在本發明的一些方面，雙隔膜閥，包括
在第一密封表面和第二密封表面之間延伸的閥孔，雙隔膜閥的至少第一埠和第二埠通過第一密封表面和第二密封表面與閥孔流體連通；
基本上設置在第一密封表面處的第一隔膜；
基本上設置在第二密封表面處的第二隔膜；
構造成基本上在閥孔內往復移動的閥柱塞，其中當閥柱塞移向第二密封表面時第一隔膜被構造用於基本上密封第一密封表面，並且當閥柱塞移向第一密封表面時第二隔膜被構造用於基本上密封第二密封表面；
設置在第一埠和第一密封表面之間並且與第一埠和第一密封表面連通的第一內凹槽；以及
設置在第二埠和第二密封表面之間並且與第二埠和第二密封表面連通的第二內凹槽，其中第一和第二內凹槽基本上圍繞第一和第二密封表面設置，並且第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。優選地，第一埠包括常開埠，並且第二埠包括常閉埠。優選地，雙隔膜閥進一步包括與閥孔流體連通的公共埠，其中流體在公共埠與第一或第二埠中的一個之間流動，從而通過第一和第二凹槽。優選地，閥柱塞的長度被形成以使閥柱塞保持為基本鄰接但基本不粘附地與第一和第二隔膜接觸。優選地，閥柱塞具有基本上小於閥孔截面的截面。優選地，閥柱塞具有允許流體基本上沿閥柱塞縱向流動的截面形狀。優選地，第一和第二內凹槽包括基本上環形的凹槽。優選地，第一和第二埠進一步包括與第一和第二內凹槽貫通並且在其間形成流體連通的第一和第二連接通道。優選地，第一和第二密封表面被成形用於基本上平穩地在閥孔與第一和第二內凹槽之間引導流體流動。優選地，雙隔膜閥進一步包括構造用於產生第一作用力Fl的第一彈簧，位於第一彈簧和第一隔膜之間的推動件，當閥柱塞在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面時第一彈簧和推動件將第一隔膜壓靠在第一密封表面上，構造用於產生第二作用力F2的第二彈簧，位於第二隔膜和第二彈簧之間並與閥柱塞相對的電樞，第二隔膜置於電樞和閥柱塞之間，當閥柱塞在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面時第二彈簧和電樞將第二隔膜壓靠在第二密封表面上，以及構造用於致動電樞的螺線管，其中當螺線管被通電時，電樞基本上克服第二彈簧並基本上與第一彈簧一起移動，其中螺線管將閥柱塞移向第二隔膜，從而基本上不堵塞第二埠但基本上堵塞第一埠，並且其中當螺線管不被通電時，來自第二彈簧的第二作用力推動電樞和閥柱塞以克服第一彈簧的第一作用力，由此不密封第一密封表面。在本發明的一些方面中，形成雙隔膜閥的方法包括
提供在第一密封表面和第二密封表面之間延伸的閥孔，其中雙隔膜的至少第一埠和第二埠通過第一密封表面和第二密封表面與閥孔流體連通；
提供基本上設置在第一密封表面處的第一隔膜；
提供基本上設置在第二密封表面處的第二隔膜；以及
提供構造成在閥孔內基本上往復移動的閥柱塞，其中第一隔膜被構造用於在閥柱塞向第二密封表面移動時基本上密封第一密封表面，並且其中第二隔膜構造用於在閥柱塞向第一密封表面移動時基本上密封第二密封表面。優選地,方法進一步包括提供設置在第一埠和第一密封表面之間並且與第一埠和第一密封表面連通的第一內凹槽，以及提供設置在第二埠和第二密封表面之間並且與第二埠和第二密封表面連通的第二內凹槽，其中第一和第二內凹槽基本上圍繞第一和第二密封表面設置。優選地，第一和第二內凹槽包括基本環形的凹槽。優選地，第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。優選地，方法進一步包括將第一和第二埠形成到雙隔膜閥的閥體內並且形成為與第一和第二內凹槽流體連通，其中第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。優選地，方法進一步包括提供與第一和第二內凹槽貫通並提供第一和第二埠與第一和第二內凹槽之間流體連通的第一和第二連接通道。優選地，方法進一步包括將第一和第二連接通道形成到雙隔膜閥的閥體內並形成為與第一和第二內凹槽流體連通，其中第一和第二連接通道與第一和第二內凹槽貫通。優選地，方法進一步包括將第一和第二密封表面成形為能基本平穩地在閥孔與第一和第二內凹槽之間引導流體流動。


在所有圖中相同的參考標號表示相同的元件。應當理解附圖不必是成比例的。
圖I示出了現有技術的隔膜閥。
圖2是根據本發明的實施例的雙隔膜閥的透視圖。
圖3是根據本發明的實施例的雙隔膜閥的分解圖。
圖4是根據本發明的實施例的雙隔膜閥的截面圖AA。
圖5是示出了雙隔膜閥處於基本上未致動模式的截面圖，其中螺線管未通電。
圖6是示出了雙隔膜閥處於基本上致動構造的截面圖，其中螺線管被通電。
圖7示出了根據本發明的實施例的雙隔膜閥的閥柱塞。
圖8示出了根據本發明的實施例的雙隔膜閥的局部剖開的透視圖。
圖9示出了根據本明的閥柱塞。
具體實施例方式圖2-9以及下面的描述描繪了特定示例以教導本領域的技術人員如何製作和使用本發明的最佳模式。為了教導發明原理，一些常規方法已被簡化或省略。本領域的技術人員可以理解由這些示例得到的變形都落入本發明的範圍。本領域的技術人員可以理解下面描述的特徵可以以不同的方式組合以形成本發明的多個變形。因此，本發明並不限於下面所述的特定示例，而僅由權利要求及其等價物限定。圖2是根據本發明的實施例的雙隔膜閥100的透視圖。雙隔膜閥100包括螺線管102和閥104。螺線管102包括線圈殼10和電線15。螺線管102可以通過電線15通電。螺線管102的附加部件在圖3-7中示出並且在下面進行討論。閥104包括閥體11和端蓋12。閥體11包括至少第一埠 36和第二埠 38。應理解的是在一些實施例中閥體11可以包括另外的埠，例如公共埠 42 (未不出)。第一埠 36和第二埠 38開向雙隔膜閥100的外部並且能接收任何形式的引導流體的導管或與其匹配。一些實施例中的閥104包括兩個埠的單向閥，其中第一埠 36和第二埠 38之間的通道可以被選擇性地堵塞和不堵塞。一些實施例中的閥104包括三埠的兩通閥，其中第一埠 36或第二埠 38的一個或另一個通過閥機構連接至公共埠 42。端蓋12包括用於插入/操作包括第一彈簧22的閥部件的彈簧孔45。端蓋12進一步包括一個或多個緊固件孔28和一個或多個相應的緊固件29。一個或多個緊固件29可以將閥體11固定(或可拆卸地固定)至端蓋12。雙隔膜閥100可以基本是圓柱形的，如圖所示。但是，應理解的是雙隔膜閥100可以是其他的形狀。雙隔膜閥100是緊湊的並且是小型的。圖3是根據本發明實施例的雙隔膜閥100的分解圖。螺線管102包括線圈殼10、線軸21和纏繞在線軸21上的線圈20、將線軸21和線圈20固定在線圈殼10內的線軸固定器59、位於螺線管102內的第二彈簧34和第二彈簧固定器41。在優選的實施例中，螺線管線圈20包括銅線圈並且在一些實施例中線軸21包括塑料。第二彈簧固定器41固定至線圈殼10內的孔43 (見圖4)並且將第二彈簧34固定至螺線管102內。螺線管102進一步包括至少部分地位於螺線管102內的電樞32。電樞32在線圈102被通電時克服由第二彈簧34產生的第二作用力F2被拉入線圈20內。因此，線圈20在通電時將電樞32拉至圖中的右側。當線圈20未被通電時，那麼第二彈簧34將向左側推動電樞32。電樞32的部分通過電樞盤50。電樞盤50可以由磁性材料或磁響應材料構成，其中電樞盤50在螺線管102被通電時被拉至圖中的右側。電樞32可以同樣由磁性材料或磁響應材料構成並包括由電樞盤50接觸的凸紋33，其中作用在電樞盤50的磁力通過凸紋33被傳遞至電樞32。盤固定器51進一步附接至電樞32並且將電樞盤50基本保持靠在凸紋33上。線圈殼10、閥體11和端蓋12—起限定了中心縱向軸線L。線圈殼10、閥體11和端蓋12都沿軸線L設置並因此是基本上共軸的。在優選的實施例中，閥體11由例如聚醚醚酮(PEEK)或者KEL-F的聚合體構成。端蓋12可以由鋁製成。但是可以預想其他材料並且在說明書和權利要求的範圍之內。閥體11包括閥孔40、第一埠 36和第二埠 38以及公共埠 42。閥柱塞24位於閥孔40內並且可以在閥孔40內基本上往復移動。第一隔膜47在閥孔40內鄰接端蓋12定位(圖不必以最終組裝順序示出部件，見圖4-6)。推動件27接觸第一隔膜47並且能移動第一隔膜47 (與閥柱塞24協力)。隔膜保持件58接收電樞32的一部分，其中電樞32和隔膜保持件58將第二隔膜49保持在閥孔40的相對端處。閥體11可以進一步包括一個或多個緊固件接收孔26。端蓋12包括彈簧孔45和對應於閥體11的一個或多個緊固件接收孔26的一個或多個緊固件孔28。緊固件29可以穿過緊固件孔28並接合閥體11的緊固件接收孔26，由此將端蓋12固定至閥體11。而且，端蓋12包括與第一彈簧22和第一彈簧固定器23 —起位於彈簧孔45內的推動件27。第一彈簧固定器23固定至端蓋12並且在一些實施例中將弟一彈黃22和推動件27保持在彈黃孔45內。在優選實施例中，隔膜47和49優選地由彈性和撓性材料構成，例如EPDM(三元乙丙橡膠)，氟橡膠彈性體或全氟化橡膠。閥柱塞24可以由聚合體構成，例如聚醚醚酮(PEEK)或Kel-F。在優選的實施例中，第一彈簧22、第二彈簧34和電樞32由不鏽鋼構成。線圈殼13和電樞盤50優選地由磁性的不鏽鋼構成，例如430FR。但是，可以預想其他材料用於雙隔膜閥100的部件並且在本說明書和權利要求的範圍之內。圖4是根據本發明的實施例的雙隔膜100的截面圖AA。在該圖中將第一埠 36和第二埠 38示出為在以45度和180度之間的角位移隔開的某處。這應被理解為僅是一個實施例。第二埠 38可以相對於第一埠 36以任意角位置隔開(見圖8)。截面不必是平面的，並且根據各部件的取向可以包括兩個截面表面。此外，該圖示出了各移動中的閥部件的設置和相互作用。端蓋12保持並基本封裝第一彈簧22和推動件27，從而將第一隔膜47限制靠在閥體11的第一密封面37上。第一密封面37接收第一隔膜47的周邊部分並且第二密封面39接收第二隔膜49的周邊部分。第一彈簧22沿軸線L鄰接推動件27設置並對推動件27產生第一作用力F1。電樞32和隔膜保持件58 —起將第二隔膜49限制在閥體11的第二密封面39上。第二密封面39在閥孔40內基本上與位於閥柱塞24相對端的第一密封面37相對。電樞32延伸通過線圈殼10、電樞盤50和隔膜保持件58。在線圈20被通過和斷電時，電樞32、電樞盤50和隔膜保持件58可以基本上往復地移動(見圖5-6)。但是，移動也可以被第一彈簧22和第二彈簧34抑制。由於產生的第一作用力Fl第一彈簧22將電樞32推至圖中的右側。但是，由於產生的第一作用力F2第二彈簧34將電樞32推至左側。由第一彈簧22產生的第一作用力Fl和由第二彈簧34產生的第二作用力F2優選地都是線性方式。也就是說，第一作用力Fl和第二作用力F2隨著彈簧被壓縮與彈簧的長度變化成比例。第一作用力Fl和第二作用力F2基本上是相反的。第一作用力Fl和第二作用力F2被設置以使當螺線管102被能電時第一埠 36和第一隔膜47基本上是打開的，而第二隔膜49不打開。因此，當螺線管102處於未通電狀態時作用力Fl和F2可以基本上是平衡的。圖示出了開向雙隔膜閥100的外部的第一埠 36和第二埠 38。閥體11包括將第一埠 36連通至閥孔40的第一連接通道61。同樣地，第二連接通道63將第二埠 38連通至閥孔40。公共埠 42 (虛線)直接連通在閥孔40和雙隔膜閥100的外部例如至任何方式的導管等之間。在一些實施例中公共埠 42在閥柱塞24的大約頸部區域116處開向閥孔40 (見圖7)。頸部區域116允許更大的流體流量通過閥孔。頸部區域116還可以減少瑞流和相關的流體阻力。在一個實施例中的第一埠 36具有基本上圓形截面並且第一連接通道61同樣具有基本圓形截面。但是，可以採用任何需要的截面形狀。如圖所示，在一些實施例中，第一埠 36的主要尺寸(例如像直徑)大於第一連接通道61的主要尺寸。這可以被實現以接收和/或容納任何形式外部配件或連接器。對於第二埠 38和第二連接通道63也可以是這種情況。本領域的技術人員會意識到第一埠 36和第二埠 38可以具有相同或不同的尺寸以及第一連接通道61和第二連接通道63也可以具有相同或不同的尺寸。閥孔40穿過閥體11從第一埠 36延伸至第二埠 38並且與埠 36和38流體連通。公共埠 42與閥孔40流體連通並延伸至雙隔膜閥100的外部。因此從公共埠 42進入閥100的流體根據閥100的致動狀態可以選擇性地從第一埠 36或第二埠 38分配。相反地，第一埠 36和第二埠 38之一可以被選擇作為入口，並且進入選擇的入口的流體可以從公共埠 42輸出。閥體11可以進一步包括內凹槽44和46。在一些實施例中內凹槽44和46包括環形凹槽。但是，內凹槽44和46可以包括其他形狀和構造。內凹槽44和46分別連通在第一和第二連接通道61與閥孔40之間。流體可以通過內凹槽44和46在公共埠 42與第一埠 36和第二埠 38之間流動。第一連接通道61和第二連接通道63將第一埠 36和第二埠 38連接至第一內凹槽44和第二內凹槽46。在一些實施例中，第一連接通道61和第二連接通道63例如通過以某方式的鑽孔或開孔從第一埠 36和第二埠 38直接形成至或開至第一內凹槽44和第二內凹槽46。但是，第一連接通道61和第二連接通道63可以以其它方式形成。閥柱塞24在閥孔40內設置在第一隔膜47和第二隔膜49之間。在優選實施例中，閥柱塞24的長度被選擇使得閥柱塞24保持為在其向內的側面即面向公共埠 42的側面鄰接地(但不粘附地)與第一隔膜47和第二隔膜49接觸。第一隔膜47的向外側面與推動件27接觸，推動件被第一彈簧22偏壓。第二隔膜49的向外側面與電樞32接觸，電樞被第二彈簧34偏壓。第一埠 36與圍繞閥孔40的第一密封面37流體連通，並且第二埠 38與圍繞閥孔40的第二密封面39流體連通。第一密封面37被構造用於接收第一隔膜47，並且第二密封面39被構造用於接收第二隔膜49。通過使第一埠 36和第二埠 38直接與第一環形凹槽44和第二環形凹槽46貫通和連接，與現有技術可獲得的閥的隔膜相比，只需要更小的隔膜來密封第一密封表面55和第二密封表面56。結果是雙隔膜閥100需要更小的強度和/或更少的用於隔膜47和49的彈性材料。更小的隔膜導致更小的致動作用力和更少的電消耗量。現有技術中具有直接在閥的表面(或閥座)包括入口和出口的閥體的閥通常需要直徑至少為O. 430英寸的隔膜。在根據本明的雙隔膜閥100的一個實施例中，第一隔膜47和第二隔膜49具有小於O. 430英寸的直徑，並且優選大約接近O. 200英寸。在隔膜尺寸和/或隔膜面積上的這種減小導致了致動閥所需的作用力的減小。由於作用力方面的減小，閥可以大幅度減小的功率起作用。但是根據需要也可以使用更大的隔膜尺寸，並且在本說明書和權利要求的範圍之內。在優選的實施例中，本發明在閥組件中的使用可以導致至少百分之四十的功率減小。功率方面的大量減小允許本發明能被用於依賴電池運行(與電力發生器相反)的可攜式醫療設備，而且因此允許閥更可運輸。再參照圖I中的現有技術的隔膜閥，在現有技術中埠直接鑽孔至閥座內。因此，在螺線管不通電時作用在彈簧8上的反向壓力(即作用以打開隔膜元件的壓力)通常被設定極限為壓力定額的約百分之五十，這可以通過現有技術的隔膜閥來控制。在根據本發明的雙隔膜閥100中，與現有技術的隔膜閥相比公共埠 42與第一埠 36和第二埠 38之間的壓力更加平衡。但是本發明的實施例能夠適應公共埠 42處壓力約百分之七十五的反向壓力。第一隔膜47或第二隔膜49通過密封在更小的面積上而實現公共埠 42的壓力密封。換句話說，更小的隔膜導致更小的沿各流動方向的所需密封作用力，原因在於作用力F=PXA,如先前討論的。隔膜直徑越小，閥100可以利用相同的施加的作用力密封更大的壓力。圖5是示出了處於基本未致動狀態的雙隔膜閥100的截面視圖，其中螺線管102未被通電。這也可以被稱為第二埠 38的常閉狀態，其中雙隔膜閥100會在未電力通電時保持第一埠 36打開以及第二埠 38關閉。在所示實施例中，電樞32在來自第二彈簧34的第二作用力F2下起作用，壓靠在第二隔膜49上，第二隔膜49接著壓靠在第二密封表面56上並由此密封第二埠 38。第二隔膜49接觸第二密封面39和密封表面55。因此，第二內凹槽46被完全密封並且沒有流體進入或流出第二內凹槽46。電樞32還將閥柱塞24推向端蓋12並靠在推動件27上。推動件27通過第一彈簧22的第一作用力Fl來平衡並壓靠在第一隔膜47上。該平衡作用力Fl和F2允許利用更小的電力和顯著減小的內部容積而在閥100內達到更大的壓力。此外，當第二彈簧34克服第一彈簧22時，閥柱塞24由第二彈簧34移動以推動第一(即常開)隔膜47進入打開位置，遠離第一密封表面55。相反地，第一埠 36形成打開
12狀態。結果,流體可以在公共埠 42和第一埠 36之間以任意方向流動。第一密封表面55和第二密封表面56被成形以基本平穩地引導閥孔40與第一內凹槽44和第二內凹槽46之間的流體流動。密封表面可以基本上是圓的，如由第一密封表面55所不。可選地,密封表面55可以基本上是成角度的或斜面的，如由第二密封表面56所示。可以使用至少部分圓形或至少部分有角度的密封表面，以使當流體在公共埠 42和選擇的埠 36或38之間流動時減少並最小化流體中湍流。圖6是示出了處於基本上致動構造的雙隔膜閥100的截面視圖，其中螺線管102被通電。當線圈20被通電時，閥柱塞24和電樞盤50被向線圈20拉回，從而壓縮第二彈簧34並減輕第一彈簧22的壓縮。電樞32的移動促使閥柱塞24也移到右側。因而，推動件27在第一彈簧22的作用下也跟隨閥柱塞24移到右側。因此第一彈簧22將推動件27移到右側從而密封第一(即常開)埠 36，密封地將第一隔膜47接觸靠在第一密封表面55上。響應於推動件27的移動，閥柱塞24將第二(即常閉)隔膜49推向打開位置，從而不堵塞第二密封表面56。結果,第一埠 36被關閉而第二埠 38被打開。同時，電樞32和閥柱塞24的移動將第二隔膜49移動離開不與第二密封表面56密封接觸，從而打開第二內凹槽46。結果，流體可以在公共埠 42和第二埠 38之間以任意方向流動。圖7示出了根據本發明實施例的雙隔膜閥100的閥柱塞24。閥柱塞24具有基本上小於閥孔40的截面的截面。這樣的設置允許流體在閥孔40內在閥柱塞24周圍流動並通過第一埠 36和第二埠 38。閥柱塞24的截面形狀在圖中示為基上是圓形的。但是可以理解可以預想其他截面形狀並且在本說明書和權利要求的範圍之內。在所示的實施例中，閥柱塞24包括基本細長的端部113和114、頸部區域116和在各端部113和114上的一個或多個支座凸起111。頸部區域116包括截面尺寸的減小部，其中頸部區域116基本上與公共埠 42對應設置。頸部區域116因此調節流入或流出公共埠 42和通過閥孔40的流體流動。頸部區域116可以進一步調節流體流動並且減少公共埠 42的區域內的湍流。在一個實施例中，一個或多個支座凸起111接觸閥孔40的壁部並因此將閥柱塞24固定在基本上中心的位置。但是，閥柱塞4並不必須被定在中心。而且，一個或多個支座凸起111可以允許流體在閥柱塞24周圍並通過閥孔40流動。示出了位於各端部113和114上的兩個支座凸起111，但是可以理解可以採用任何數量的支座凸起111。圖8示出了根據本發明的實施例的雙隔膜閥100的局部剖開的透視圖。閥100的大約四分之一已被去除。在該實施例中，第二埠 38位於閥100的外部上,與第一埠 36成大約45度。但是，如前所述，兩個埠可以以任何所需的間隔角度定位。此外，圖還示出了埠的相對位置可以交換或移動。圖9示出了根據本發明的閥柱塞24。在該實施例中，閥柱塞24包括基本細長的端部113和114以及頸部區域116。但是，代替凸起111，在該實施例中端部113和114具有基本上方形截面。該截面可以由斜面909修正。因此，流體可以沿閥柱塞24並沿端部113和114在平坦表面的區域基本縱向地流動。可以理解方形截面僅是一種可能性。可選地，端部可以被成形為其他非圓形截面。上述實施例的詳細說明是本發明人在本發明的範圍內預想的所有實施例中非窮盡的描述。實際上，本領域的技術人員可以意識到上述實施例的某些元件可以以不同的方式被組合或除去以形成另外的實施例，並且這些另外的實施例落入本發明的範圍和教導。而且對於本領域的技術人員還顯而易見的是上述實施例可以整體或部分地組合以形成本發明範圍和教導之內的另外的實施例。因此，儘管本文用於說明目的而描述了本發明的用於示例的特定實施例，但是如本領域的技術人員可以意識到的，在本發明的範圍之內的各等價的變形都是可能的。因此，本發明的範圍應由下面的權利要求確定。
權利要求
1.一種雙隔膜閥(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之間延伸的閥孔(40)，雙隔膜閥(100)的至少第一埠(36)和第二埠(38)通過第一密封表面(55)和第二密封表面(56)與閥孔(40)流體連通；基本設置在第一密封表面(55)處的第一隔膜(47)；基本設置在第二密封表面(56)處的第二隔膜(49);以及閥柱塞(24)，構造成基本上在閥孔(40)內往復移動，其中第一隔膜(47)被構造用於在閥柱塞(24)移向第二密封表面(56)時基本上密封第一密封表面(55),並且其中第二隔膜(49)被構造用於在閥柱塞(24)移向第一密封表面(55)時基本上密封第二密封表面(56)。
2.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，其中第一埠(36)包括常開埠，並且第二埠(38)包括常閉埠。
3.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，進一步包括與閥孔(40)流體連通的公共埠(42)，其中流體在公共埠(42)與第一或第二埠(36，38)中的一個之間流動。
4.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)的長度被形成以使閥柱塞(24)保持為基本鄰接但基本不粘附地與第一和第二隔膜(47，49)接觸。
5.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)具有基本上小於閥孔(40)截面的截面。
6.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)具有允許流體基本上沿閥柱塞(24)縱向流動的截面形狀。
7.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，進一步包括設置在第一埠(36)和第一密封表面(55)之間並與第一埠(36)和第一密封表面(55)連通的第一內凹槽(44);以及設置在第二埠(38)和第二密封表面(56)之間並與第二埠(38)和第二密封表面(56)連通的第二內凹槽(46)，其中第一和第二內凹槽(44，46)基本上圍繞第一和第二密封表面(55，56)設置並且其中第一和第二埠(36，38)與第一和第二內凹槽(44，46)貫通。
8.根據權利要求7所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二內凹槽(44，46)包括基本上環形的凹槽。
9.根據權利要求7所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二埠(36，38)進一步包括與第一和第二內凹槽(44，46)貫通並且在其間形成流體連通的第一和第二連接通道(61，63)。
10.根據權利要求7所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二密封表面(55，56)被成形用於基本上平穩地在閥孔(40)與第一和第二內凹槽(44，46)之間引導流體流動。
11.根據權利要求I所述的雙隔膜閥(100)，進一步包括構造用於產生第一作用力Fl的第一彈簧(22)；位於第一彈簧(22)和第一隔膜(47)之間的推動件(27)，當閥柱塞(24)在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面(56)時第一彈簧(22)和推動件(27)將第一隔膜(47)壓靠在第一密封表面(55)上；構造用於產生第二作用力F2的第二彈簧(34)；位於第二隔膜(49)和第二彈簧(34)之間並與閥柱塞(24)相對的電樞(32)，第二隔膜(49)置於電樞(32)和閥柱塞(24)之間，當閥柱塞(24)在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面(55)時第二彈簧(34)和電樞(32)將第二隔膜(49)壓靠在第二密封表面(56)上；以及構造用於致動電樞(32)的螺線管(102)，其中當螺線管(102)被通電時，電樞(32)基本上克服第二彈簧(34)並基本上與第一彈簧(22) —起移動，其中螺線管(102)將閥柱塞(24)移向第二隔膜(49)，從而基本上不堵塞第二埠(38)但基本上堵塞第一埠(36)，並且其中當螺線管(102)不被通電時，來自第二彈簧(34)的第二作用力推動電樞(32)和閥柱塞(24)以克服第一彈簧(22)的第一作用力，由此不密封第一密封表面(55)。
12.—種雙隔膜閥(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之間延伸的閥孔(40)，雙隔膜閥(100)的至少第一埠(36)和第二埠(38)通過第一密封表面(55)和第二密封表面(56)與閥孔(40)流體連通；基本上設置在第一密封表面(55)處的第一隔膜(47)；基本上設置在第二密封表面(56)處的第二隔膜(49)；構造成基本上在閥孔(40)內往復移動的閥柱塞(24)，其中當閥柱塞(24)移向第二密封表面(56)時第一隔膜(47 )被構造用於基本上密封第一密封表面(55),並且當閥柱塞(24)移向第一密封表面(55)時第二隔膜(49)被構造用於基本上密封第二密封表面(56)；設置在第一埠(36)和第一密封表面(55)之間並且與第一埠(36)和第一密封表面(55)連通的第一內凹槽(44);以及設置在第二埠( 38 )和第二密封表面(56 )之間並且與第二埠( 38 )和第二密封表面(56)連通的第二內凹槽(46)，其中第一和第二內凹槽(44，46)基本上圍繞第一和第二密封表面(55，56)設置，並且第一和第二埠(36，38)與第一和第二內凹槽(44，46)貫通。
13.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中第一埠(36)包括常開埠，並且第二埠(38)包括常閉埠。
14.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，進一步包括與閥孔(40)流體連通的公共埠( 42 )，其中流體在公共埠( 42 )與第一或第二埠( 36，38 )中的一個之間流動，從而通過第一和第二凹槽(44，46)。
15.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)的長度被形成以使閥柱塞(24)保持為基本鄰接但基本不粘附地與第一和第二隔膜(47，49)接觸。
16.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)具有基本上小於閥孔(40)截面的截面。
17.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中閥柱塞(24)具有允許流體基本上沿閥柱塞(24 )縱向流動的截面形狀。
18.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二內凹槽(44，46)包括基本上環形的凹槽。
19.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二埠(36，38)進一步包括與第一和第二內凹槽(44，46)貫通並且在其間形成流體連通的第一和第二連接通道(61，63)。
20.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，其中第一和第二密封表面(55，56)被成形用於基本上平穩地在閥孔(40)與第一和第二內凹槽(44，46)之間引導流體流動。
21.根據權利要求12所述的雙隔膜閥(100)，進一步包括構造用於產生第一作用力Fl的第一彈簧(22)；位於第一彈簧(22)和第一隔膜(47)之間的推動件(27)，當閥柱塞(24)在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面(56)時第一彈簧(22)和推動件(27)將第一隔膜(47)壓靠在第一密封表面(55)上； 構造用於產生第二作用力F2的第二彈簧(34)；位於第二隔膜(49)和第二彈簧(34)之間並與閥柱塞(24)相對的電樞(32)，第二隔膜(49)置於電樞(32)和閥柱塞(24)之間，當閥柱塞(24)在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面(55)時第二彈簧(34)和電樞(32)將第二隔膜(49)壓靠在第二密封表面(56)上；以及構造用於致動電樞(32)的螺線管(102)，其中當螺線管(102)被通電時，電樞(32)基本上克服第二彈簧(34)並基本上與第一彈簧(22) —起移動，其中螺線管(102)將閥柱塞(24)移向第二隔膜(49)，從而基本上不堵塞第二埠(38)但基本上堵塞第一埠(36)，並且其中當螺線管(102)不被通電時，來自第二彈簧(34)的第二作用力推動電樞(32)和閥柱塞(24)以克服第一彈簧(22)的第一作用力，由此不密封第一密封表面(55)。
22.—種形成雙隔膜閥的方法，方法包括提供在第一密封表面和第二密封表面之間延伸的閥孔，雙隔膜閥的至少第一埠和第二埠通過第一密封表面和第二密封表面與閥孔流體連通；提供基本設置在第一密封表面處的第一隔膜；提供基本設置在第二密封表面處的第二隔膜；以及提供閥柱塞，構造成基本上在閥孔往復移動，其中第一隔膜被構造用於在閥柱塞移向第二密封表面時基本上密封第一密封表面，並且其中第二隔膜被構造用於在閥柱塞移向第一密封表面時基本上密封第二密封表面。
23.根據權利要求22所述的方法，進一步包括提供設置在第一埠和第一密封表面之間並與第一埠和第一密封表面連通的第一內凹槽；以及提供設置在第二埠和第二密封表面之間並與第二埠和第二密封表面連通的第二內凹槽，其中第一和第二內凹槽基本上圍繞第一和第二密封表面設置。
24.如權利要求23所述的方法，其中第一和第二內凹槽包括基本上環形凹槽。
25.如權利要求23所述的方法，其中第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。
26.如權利要求23所述的方法，進一步包括將第一和第二埠形成到雙隔膜閥的閥體內並形成為與第一和第二內凹槽流體連通，其中第一和第二埠與第一和第二內凹槽貫通。
27.如權利要求23所述的方法，進一步包括提供與第一和第二內凹槽貫通並提供第一和第二埠與第一和第二內凹槽流體連通的第一和第二連接通道。
28.如權利要求27所述的方法，進一步包括將第一和第二連接通道成形到雙隔膜閥的閥體內並成形為與第一和第二內凹槽流體連通，其中第一和第二連接通道與第一和第二內凹槽貫通。
29.如權利要求23所述的方法，進一步將第一和第二密封表面成形以能基本平穩地引導閥孔與第一和第二內凹槽之間的流體流動。
全文摘要
一種雙隔膜閥(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之間延伸的閥孔(40)。第一埠(36)和第二埠(38)通過第一密封表面(55)和第二密封表面(56)與閥孔(40)流體連通。雙隔膜閥(100)進一步包括基本設置在第一密封表面(55)處的第一隔膜(47)，基本設置在第二密封表面(56)處的第二隔膜(49)，以及閥柱塞(24)，其構造成基本上在閥孔(40)往復移動。第一隔膜(47)在閥柱塞(24)移向第二密封表面(56)時密封第一密封表面(55)，並且第二隔膜(49)在閥柱塞(24)移向第一密封表面(55)時密封第二密封表面(56)。
文檔編號F16K31/06GK102939489SQ201080065915
公開日2013年2月20日 申請日期2010年4月5日 優先權日2010年4月5日
發明者W.J.基什 申請人:諾格倫·克洛恩公司