專利名稱：組合的傘形和止回雙向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合流體閥，特別涉及包括結(jié)合了傘形閥的止回雙向閥的組合閥，所述組合閥可以對(duì)應(yīng)于壓差的變化而提供流體。
背景技術(shù)：
目前組合流體閥包括那些鴨嘴-傘形閥的變型體。鴨嘴-傘形組合閥可以使得流體(通常為空氣)通過傘形閥部分沿著第一流動(dòng)路徑進(jìn)入容器或泵腔，并且使得第二流體(通常為液體產(chǎn)品)通過鴨嘴閥部分經(jīng)過第二流動(dòng)路徑離開容器或泵腔。然而，閥的鴨嘴部分通常只是有限地防止沿分配方向的流動(dòng)，在相對(duì)較低的壓差下就會(huì)泄漏。例如，當(dāng)與在使用中會(huì)顛倒的液體的容器一起使用時(shí)，鴨嘴-傘形組合閥就會(huì)泄漏。
希望具有一種簡(jiǎn)單、整體的組合閥，使其通常為閉合，而在壓差作用下可以吸取流體。通常閉合的閥消除了與溢出和滴漏相關(guān)的問題。還希望具有一種組合閥，可以進(jìn)行滿意地操作以防止流動(dòng)，直到獲得預(yù)定量的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種組合閥，包括具有止回雙向閥部分和傘形部分的閥主體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種組合閥，包括帶有限定了流動(dòng)路徑的基本圓柱形部分的閥主體，從閥主體環(huán)形延伸的彈性的傘形閥部分以及在流動(dòng)路徑中設(shè)置的止回雙向閥部分。該止回雙向閥部分包括內(nèi)表面、外表面以及在其間延伸的至少一個(gè)通常閉合的縫隙，其中止回雙向閥部分的外表面包括當(dāng)縫隙閉合時(shí)通常為凹形彎曲的部分。
本發(fā)明還提供了一種組合閥，包括與閥主體整體形成的止回雙向閥部分和彈性的傘形部分。在止回雙向閥中的通常閉合的縫隙響應(yīng)在第一方向的第一預(yù)定流體壓力，從而可以在第一方向輸送流體。傘形閥部分防止第一方向流體的輸送并且響應(yīng)在第二方向的第二預(yù)定流體壓力，從而使得流體可以在第二方向流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種組合閥，其帶有基本圓柱形的閥主體，所述閥主體具有中心縱軸并且限定了通過該閥的流動(dòng)路徑，彈性的傘形部分從閥主體環(huán)形延伸，并且閥主體在其一端在止回雙向閥部分中終止。根據(jù)本發(fā)明該方面的止回雙向閥部分具有圍繞基本垂直于中心縱軸并與該中心縱軸相交而延伸的曲率軸的彎曲輪廓。該止回雙向閥部分具有垂直于中心縱軸的線性輪廓，從而使得該止回雙向閥部分相對(duì)于中心縱軸徑向不對(duì)稱。該止回雙向閥部分在正常釋放的狀態(tài)特征為凹形外表面，并且當(dāng)受到預(yù)定流體壓力的時(shí)候該止回雙向閥部分會(huì)發(fā)生撓曲。該止回雙向閥部分包括至少一個(gè)縫隙，后者在閥的正常釋放狀態(tài)通常閉合，并且在閥受到預(yù)定流體壓力之后打開，該止回雙向閥產(chǎn)生撓曲從而打開通過縫隙的流動(dòng)路徑。
根據(jù)本發(fā)明特定方面的閥主體、傘形部分以及止回雙向閥部分是用一種或多種彈性體材料形成，使得在第一預(yù)定壓力水平或在高于該第一預(yù)定壓力水平時(shí)該縫隙可以打開從而允許在第一方向上通過該止回雙向閥部分的流動(dòng)，并且使得傘形閥部分響應(yīng)第二預(yù)定壓力水平撓曲，從而可以在第二方向流動(dòng)。
本文所述的本發(fā)明組合閥的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該閥提供了額外的保護(hù)防止在低壓條件下發(fā)生泄漏。該組合閥提供了流動(dòng)起始點(diǎn)的延遲，直到有足夠的壓力使得止回雙向閥部分撓曲，從而使得縫隙打開。該止回雙向閥產(chǎn)生了打開臨界值之下的維持流體壓力，從而將縫隙保持在其閉合位置，直到施加的壓力增大到足以使得止回雙向閥部分產(chǎn)生撓曲而使得縫隙打開，從而允許通過打開的縫隙的流動(dòng)。


參考下面的本發(fā)明實(shí)施例的敘述并且結(jié)合附圖，本發(fā)明上述的和其它特征以及獲得它們的方式都將更加清楚，并且將會(huì)更好地理解該發(fā)明本身，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的閥的透視圖，示出了在其通常閉合位置的縫隙；圖2是類似圖1的視圖，但是示出了打開的縫隙，從而可以在第一方向流動(dòng)；圖3是沿圖1中的線3-3的截面圖；圖4是沿圖1中的線4-4的部分截面圖；圖5的截面圖繪出了與容器壁相連的閥，示出了通過閥主體流動(dòng)路徑的流動(dòng)；圖6是類似圖5的截面圖，示出了傘形閥的操作，從而使得流體可以沿著第二方向流動(dòng)通過繞著傘形閥部分周圍的流動(dòng)路徑。
圖7是本發(fā)明又一方面的截面圖，其中提供了支撐裝置從而防止反向流動(dòng)通過止回雙向閥部分；以及圖8的圖表示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的組合閥的止回雙向閥部分所獲得的流動(dòng)延遲，對(duì)比常規(guī)的鴨嘴-傘形組合閥的鴨嘴部分。
在所有幾個(gè)視圖中用相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部件。盡管附圖表示本發(fā)明的實(shí)施例，但附圖不必依據(jù)比例，并且特定的特征會(huì)被放大從而更好示出和說明本發(fā)明。在本文中闡述的這種范例以一種形式示出了本發(fā)明，并且這種范例不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是以任何形式對(duì)本發(fā)明范圍的限定。
具體實(shí)施例方式
所有相關(guān)部分的引用文獻(xiàn)都結(jié)合在本文中作為參考；任何文獻(xiàn)的引用都不認(rèn)為是相對(duì)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
下面公開的實(shí)施例并不是要窮盡或限定本發(fā)明而成為下面詳細(xì)說明中所公開的那種形式。而是敘述本發(fā)明的實(shí)施例從而使得熟悉本領(lǐng)域的人員可以使用其技術(shù)，但是只代表了本發(fā)明的特定的表現(xiàn)形式。
在本文中，使用“止回雙向閥”的術(shù)語(yǔ)表示組合閥所具有的類似常規(guī)雙向閥的結(jié)構(gòu)的部分，只是閥的撓曲部分相對(duì)于基本圓柱形的部分顛倒(或反向)。最終，本文中所述的止回雙向閥的特征在于具有大致凹形的外表面，而常規(guī)雙向閥具有大致凸形的外表面。在Atkinson的美國(guó)專利No.4,434,810中公開了常規(guī)雙向閥的一個(gè)示例。
首先參考附圖的圖1至4，將會(huì)看到根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的組合閥10，其包括閥主體部分12，所述閥主體部分具有限定了通過閥主體12的流動(dòng)路徑16的中空的、基本為圓柱形的部分14。閥主體12的一端在具有內(nèi)表面20、外表面22以及其間延伸的縫隙24的止回雙向閥部分18處終止。熟悉本領(lǐng)域的人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，止回雙向閥的縫隙膜部分可以位于沿著基本圓柱形部分的長(zhǎng)度的任何位置。組合閥10還包括從閥主體12的相反端環(huán)形延伸的彈性傘形部分26。熟悉本領(lǐng)域的人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，傘形閥部分26不僅限于在閥主體的一端，而是可以從閥主體12的任何部分延伸。根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的閥10是用撓性的彈性體材料制成的整體模制結(jié)構(gòu)。
在通常的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，縫隙24閉合，止回雙向閥部分18的外表面22基本為凹形。當(dāng)施加了足夠的預(yù)定的流體壓力時(shí)，止回雙向閥部分18發(fā)生撓曲并且縫隙24打開，如圖2所示的。
如圖3所示，止回雙向閥部分18具有繞曲率軸28彎曲的彎曲的輪廓27并且優(yōu)選地具有大致恒定的曲率半徑30。曲率軸28優(yōu)選地位于中空、基本圓柱形部分14的中心縱軸32上。
如圖4所示，止回雙向閥部分18具有定向?yàn)榛敬怪庇谥行目v軸32并且平行于曲率軸28的線性輪廓34。因此，止回雙向閥部分呈現(xiàn)相對(duì)于中心縱軸32徑向不對(duì)稱的型面，在圖3所示的平面中具有彎曲的輪廓27，而在圖4所示平面中為線性輪廓34；這兩個(gè)平面較佳地為彼此垂直并且包含著中心縱軸32。
根據(jù)本發(fā)明的特別方面，縫隙24在止回雙向閥部分18中形成并且沿著線性輪廓34延伸。縫隙24通常閉合并且長(zhǎng)度小于閥主體部分12的直徑。根據(jù)本發(fā)明的特別方面，縫隙24與中心縱軸32相交并且相對(duì)于中心縱軸32徑向?qū)ΨQ。
如圖5和6所示，環(huán)形的傘形部分26從閥主體12延伸并且可以抵靠著流體抑制元件例如容器壁36從而覆蓋容器壁36限定出的一個(gè)或多個(gè)流體通道38。根據(jù)圖5和6所示的閥10，閥主體12還包括通常為環(huán)形的保持凸緣35以及通常為環(huán)形的凹槽37，所述凹槽與容器壁36上的安裝凸緣39相嚙合。傘形部分26通常抵靠著流體抑制元件36從而防止流體流過通道38。如圖6所示，當(dāng)向上方向的流體壓力超過預(yù)定量的時(shí)候，傘形部分26將會(huì)發(fā)生撓曲從而允許流體向上流到傘形部分周圍。被撓性傘形部分26阻止和釋放的流體可以，但不是必須的，與通過流動(dòng)路徑16的流體相同。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，傘形部分26阻止并且釋放空氣以補(bǔ)償通過流動(dòng)路徑16和止回雙向閥部分18輸送的流體。
通過上述的構(gòu)造，縫隙24通常將會(huì)閉合，如附圖的圖1所示。當(dāng)穿過止回雙向閥部分18的壓差增加到某個(gè)預(yù)定值以上的時(shí)候，止回雙向閥部分18對(duì)應(yīng)于該壓差發(fā)生撓曲，最終使得縫隙24打開，如附圖中圖2所示。打開的縫隙24使得可以沿著圖3中箭頭16所示的方向向前流動(dòng)通過閥10。從容器輸送流體在容器內(nèi)產(chǎn)生了真空，這會(huì)使得傘形部分26在周圍升起，從而使得空氣通過流體通道38進(jìn)入容器并且取代通過閥10中的流動(dòng)路徑16從容器中輸送走的流體。流動(dòng)繼續(xù)直到壓差減小到足以使得縫隙24閉合并且止回雙向閥部分18返回正常的閉合構(gòu)造和傘形部分26返回其正常位置以密封流體通道38。因此，通過組合閥10的止回雙向閥部分18以及傘形部分26阻止了流體流動(dòng)。
構(gòu)造閥的材料在很大程度上可以影響止回雙向和傘形閥將會(huì)打開以允許流動(dòng)和防止反向流動(dòng)的壓力，而閥部件的厚度和形狀也會(huì)影響操作壓力。調(diào)整止回雙向閥部分18的厚度可以改變打開縫隙24所需要的壓力量。同樣，使得傘形部分26撓曲和通道38打開所需要的壓力量取決于傘形部分26的厚度以及其它因素。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，組合閥10具有用于支撐止回雙向閥部分18內(nèi)表面20的裝置40，從而防止反向流動(dòng)(與流動(dòng)路徑16相反)通過縫隙24。如圖7所示，一種用于支撐止回雙向閥部分18內(nèi)表面20的裝置40包括布置在閥主體12中鄰近止回雙向閥部分18內(nèi)表面20的基本圓柱形的管42。圓柱形管42可以由任何可以提供必要支撐從而防止通過縫隙24反向流動(dòng)的材料制成，但是通常會(huì)由例如金屬或塑料等材料制成。用于支撐止回雙向閥部分18內(nèi)表面20的裝置可以是單獨(dú)的結(jié)構(gòu)或者是組合閥10的集成部件或一體部件。根據(jù)另一實(shí)施例，用于支撐止回雙向閥部分18內(nèi)表面20的裝置可以是牢固地布置在閥主體12的圓柱部分14中的壓配合結(jié)構(gòu)。另外，該裝置可以是閥主體12的一體部件。
本發(fā)明的組合閥10可以根據(jù)常規(guī)的模制技術(shù)進(jìn)行制造。組合閥10通常由可模制的彈性體材料制成。根據(jù)本發(fā)明有用的彈性體并不特別限定，可以具有任何適合的模量。材料應(yīng)當(dāng)為彈性的，從而使得壓力降低的時(shí)候閥可以返回正常狀態(tài)。根據(jù)特定的實(shí)施例，組合閥10或者閥的單獨(dú)部件可以由以下組的一種或多種彈性體化合物構(gòu)成，所述組包括腈橡膠、氫化腈橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、天然橡膠、聚異戊二烯、硅酮、氟硅氧烷彈性體、碳氟化合物彈性體、乙烯丙稀、三元乙丙橡膠(EPDM)以及其組合物。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，組合閥10為一體結(jié)構(gòu)。然而，用多個(gè)具有不同成分的單獨(dú)部件制造閥10也沒有超出本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明所述的組合閥可以用于各種流體輸送設(shè)備中，例如液體產(chǎn)品分配器、單缸泵(simple pump)，或者是其它的想要使得流體在一個(gè)方向流動(dòng)但是又防止它在相反方向流動(dòng)的領(lǐng)域中，以及必須提供反方向的流動(dòng)或釋放動(dòng)作的領(lǐng)域中。本發(fā)明的組合閥并不特別限于任何特別的尺寸或者操作條件，而是制造為可以在很寬的操作參數(shù)下實(shí)現(xiàn)正確的功能。然而，穿過止回雙向閥部分18的操作壓差通?？梢詾榇蠹s40至100英寸水柱，以打開通常閉合的縫隙24從而使得流體沿著流動(dòng)路徑16的方向流動(dòng)，并且流動(dòng)壓差為大約25英寸水柱，以使得傘形部分26撓曲從而使得流體流過流體通道38。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的特定組合閥的止回雙向部分的流體流動(dòng)的起始點(diǎn)是在大約24英寸水柱開始，而鴨嘴型閥為大約4英寸水柱。流體流動(dòng)的延遲對(duì)應(yīng)于更低的通過閥的泄漏和滴出。
本發(fā)明的閥10可以安裝在容器中，例如容納液體物質(zhì)的擠壓瓶(未示出)。要操作該瓶，使用者擠壓該瓶，從而增加內(nèi)部的壓力以及液體對(duì)止回雙向閥部分18的壓力。當(dāng)該壓力達(dá)到預(yù)定水平的時(shí)候，止回雙向閥部分18撓曲同時(shí)縫隙24打開，使得液體可以通過打開的縫隙24并進(jìn)入周圍環(huán)境。當(dāng)使用者釋放開該瓶的時(shí)候，瓶子固有的回復(fù)力迫使其膨脹并且返回到其原始形狀，從而將內(nèi)部的壓力降低到低于環(huán)境壓力。當(dāng)環(huán)境壓力足以超出內(nèi)部壓力，傘形部分26發(fā)生撓曲從而使得空氣可以通過通道38進(jìn)入瓶子。
一旦瓶子回復(fù)到其初始的未擠壓的狀態(tài)，并且內(nèi)部壓力充分地降低，空氣流動(dòng)停止并且縫隙24閉合，并且通過通道38的空氣流動(dòng)停止。該瓶?jī)?yōu)選地用于顛倒的位置，從而使得液體容納物位于止回雙向閥部分18之上。因此，當(dāng)該瓶被擠壓的時(shí)候，只有液體通過閥10，而不是部分液體和部分空氣。在這種構(gòu)造中，止回雙向閥18防止從瓶子的流動(dòng)，直到使用者擠壓該瓶。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，該閥可以用在需要在真空下將流體抽出的操作中，或者在其它使得該閥受壓差影響的手段下將流體抽出的操作中。
從上述可以看出，本發(fā)明提供了一種組合閥，包括止回雙向閥部分和傘形部分，在流體在單個(gè)的彈性體部分中開始流動(dòng)之前提供了延遲。
雖然本文中所述裝置的形式構(gòu)成了本發(fā)明的特別實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不僅僅限于這些裝置的形式，可以在不背離本發(fā)明范圍的情況下在其中進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種組合閥，包括閥主體，包括限定了流動(dòng)路徑的基本圓柱形的部分、從閥主體環(huán)形延伸的彈性的傘形閥部分以及在所述流動(dòng)路徑上設(shè)置的止回雙向閥部分，其中該止回雙向閥部分包括內(nèi)表面、外表面以及在其間延伸的至少一個(gè)通常閉合的縫隙，其中止回雙向閥部分的外表面包括當(dāng)縫隙閉合時(shí)基本為凹形彎曲的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合閥，其特征在于，止回雙向閥部分中的縫隙通常閉合，并且可以響應(yīng)第一預(yù)定流體壓力而打開所述縫隙，從而允許在第一方向的流動(dòng)，并且傘形閥部分通常閉合以防止第一方向的流動(dòng)，并且可以響應(yīng)第二預(yù)定流體壓力而撓曲，從而允許在第二方向的流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合閥，其特征在于，第一方向的流動(dòng)包括液體沿著第一路徑的流動(dòng)，而第二方向的流動(dòng)包括空氣沿著第二路徑的流動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的組合閥，其特征在于，止回雙向閥部分直到至少10英寸水柱的第一預(yù)定流體流動(dòng)壓力都保持閉合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合閥，其特征在于，傘形閥部分從閥主體的一端環(huán)形延伸，并且閥主體的第二端在止回雙向閥部分中終止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合閥，其特征在于，該閥由從下面組中選擇的彈性體材料構(gòu)成，所述組包括腈橡膠、氫化腈橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、天然橡膠、聚異戊二烯、硅酮、氟硅氧烷彈性體、碳氟化合物彈性體、乙烯丙稀、三元乙丙橡膠(EPDM)以及其組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合閥，其特征在于，彈性體材料包括EPDM。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的組合閥，其特征在于，還包括用于支撐止回雙向閥內(nèi)表面的裝置，從而防止止回雙向閥中沿著第二方向通過縫隙的流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的組合閥，其特征在于，所述裝置包括布置在所述閥主體中鄰近止回雙向閥內(nèi)表面的基本圓柱形的管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合閥，其特征在于，所述圓柱形管壓配合在所述閥主體中。
11.一種組合閥，包括基本圓柱形的閥主體，具有中心縱軸并且限定了通過所述閥的流動(dòng)路徑，彈性的傘形部分從閥主體環(huán)形延伸，并且閥主體在其一端處終止在止回雙向閥部分中；該止回雙向閥部分具有圍繞曲率軸的彎曲輪廓，所述曲率軸基本垂直所述中心縱軸并與該中心縱軸相交；所述止回雙向閥部分具有垂直于所述中心縱軸的線性輪廓，從而使得該止回雙向閥部分相對(duì)于中心縱軸徑向不對(duì)稱；在該止回雙向閥部分中形成的至少一個(gè)通常閉合的縫隙；該止回雙向閥部分包括外表面，當(dāng)縫隙閉合時(shí)該外表面通常為凹形彎曲定向；并且閥主體、傘形部分以及止回雙向閥部分由彈性體材料形成，從而使得在第一預(yù)定壓力水平或高于第一預(yù)定壓力水平時(shí)該縫隙打開，從而允許在第一方向通過該止回雙向閥部分的流動(dòng)，并且所述傘形閥部分響應(yīng)第二預(yù)定壓力水平而撓曲，從而允許在第二方向的流動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組合閥，其特征在于，第一方向沿著流動(dòng)路徑從閥主體通過縫隙，而第二方向通常與第一方向相反，其中沿著第二方向的流動(dòng)是從傘形閥部分下面到其外圍附近。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的組合閥，其特征在于，線性輪廓位于垂直于包含彎曲輪廓的第二平面的平面中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合閥，其特征在于，該縫隙沿著線性輪廓延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的組合閥，其特征在于，該縫隙與中心縱軸相交。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的組合閥，其特征在于，該縫隙相對(duì)于中心縱軸徑向?qū)ΨQ。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的組合閥，其特征在于，該彎曲輪廓具有從曲率軸基本恒定的曲率半徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的組合閥，其特征在于，閥主體還包括通常為環(huán)形的保持凸緣。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的組合閥，其特征在于，還包括用于支撐止回雙向閥內(nèi)表面的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的組合閥，其特征在于，所述裝置包括布置在所述閥主體中鄰近止回雙向閥內(nèi)表面的基本圓柱形的管。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的組合閥，其特征在于，所述圓柱形管壓配合在所述閥主體中。
22.根據(jù)權(quán)利要求11的組合閥，其特征在于，所述閥形成為一體模制結(jié)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的組合閥，其特征在于，所述閥由從下面組中選擇的彈性體材料構(gòu)成，所述組包括腈橡膠、氫化腈橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、天然橡膠、聚異戊二烯、硅酮、氟硅氧烷彈性體、碳氟化合物彈性體、乙烯丙稀、三元乙丙橡膠(EPDM)以及其組合物。
全文摘要
公開了一種組合閥，包括具有止回雙向閥部分和傘形部分的閥主體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，組合閥包括帶有限定了流動(dòng)路徑的基本圓柱形部分(14)的閥主體(12)，從閥主體環(huán)形延伸的彈性的傘形閥部分(26)以及在流動(dòng)路徑上設(shè)置止回雙向閥部分。該止回雙向閥部分包括內(nèi)表面、外表面以及在其間延伸的至少一個(gè)通常閉合的縫隙(24)，其中止回雙向閥的外表面包括當(dāng)縫隙閉合時(shí)通常為凹形彎曲的部分。
文檔編號(hào)F16K15/14GK1946959SQ200580012964
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者J·C·貝利 申請(qǐng)人:韋爾奈實(shí)驗(yàn)室公司