專利名稱：一體化雙膜隔膜閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥領(lǐng)域，且具體涉及一種改進的隔膜閥。
技術(shù)背景隔膜閥通常使用雙膜隔膜設(shè)計。雙膜隔膜設(shè)計一般包含頂部和底 部隔膜膜片，所述隔膜膜片連接到中心軸并且由頂部和底部保持部件 保持到位。所述中心軸還可由多個部件制造。不同部件之間的每個交 界面是閥的潛在泄漏點。每個隔膜所需的大量部件會增加制造成本和 庫存成本。因此需要一種一體化構(gòu)造的雙膜隔膜。發(fā)明內(nèi)容公開了一種一體化雙膜隔膜。該雙膜隔膜具有由中心段連在一起 的上隔膜膜片和下隔膜膜片。所述上隔膜膜片構(gòu)造成在所述隔膜處于 第一位置時密封頂部密封面。所述下隔膜膜片構(gòu)造成在所述隔膜處于 第二位置時密封底部密封面。上輪緣可連接到所述上隔膜膜片，其中， 所述上輪緣構(gòu)造成幫助將所述上隔膜膜片保持到閥中。下輪緣可連接 到所述下隔膜膜片，其中，所述下輪緣構(gòu)造成幫助將所述下隔膜膜片 保持到閥中。所述隔膜也可由彈性材料制成并且形狀設(shè)計成產(chǎn)生將所 述隔膜保持到閥中的默認位置的彈性力。


圖l是代表性現(xiàn)有技術(shù)隔膜閥IOO的剖視圖。圖2是本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜岡200的等軸截面圖。圖3是本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜328的視圖。圖4是用于裝配本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜閥的流程圖。
具體實施方式
圖2-4和以下說明描述了具體示例以教導本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實 現(xiàn)和利用本發(fā)明的最佳方式。為了教導發(fā)明原理的目的， 一些傳統(tǒng)方 面已被簡化或省略。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這些落入本發(fā)明范圍內(nèi)的示例 可以想到變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到下文描述的特征可按各種方 式組合以形成本發(fā)明的多種變型。因此，本發(fā)明不限于下文描述的具 體示例，而僅由權(quán)利要求及其等同物來限制。圖l是代表性功能隔膜閥100的剖視圖。隔膜閥100包括頂板102、 底板104、閥體106、頂部隔膜盤108、底部隔膜盤110、頂部扣環(huán)112、 底部扣環(huán)114、隔離物116、中央閥芯126、上密封面120、下密封面 118、進口 122和排出口 124。隔膜組件包括頂部隔膜盤108、底部隔膜 盤IIO、頂部扣環(huán)112、底部扣環(huán)114、隔離物116和中央閥芯126。隔 膜組件中的部件本身是大體圓形的并且關(guān)于中心線AA對稱。頂板102 連接到閥體106,在頂板102和閥體106之間的間隙中捕獲頂部隔膜盤 108。底板104連接到閥體106，在底板104和閥體106之間的間隙中 捕獲底部隔膜盤IIO。上下密封面本身是大體圓形的，每個密封面形成 于平面中。所述密封面也可以稱作閥座。包含所述兩個密封面的兩個 平面彼此大體平行。閥100顯示處在關(guān)閉或閉合位置，頂部隔膜盤108接觸上密封面 120，底部隔膜盤IIO和下密封面118之間具有間隙。底部隔膜盤IIO和下密封面之間的所述間隙在高度上是一致的。在閉合位置，來自出 口 (未示出)的流體流過底部隔膜盤IIO和下密封面U8之間的間隙 并且通過排出口 124流出(如箭頭E所示)。在接通位置，隔膜組件 的中心部分向上移位，使得底部隔膜盤IIO接觸下密封面118,在頂部 隔膜盤108和上密封面120之間形成間隙。頂部隔膜盤108和下密封面 之間的所述間隙在高度上是一致的。在接通位置，流體從進口 122通 過頂部隔膜盤108和上密封面120之間的間隙流入出口 (未示出)。 當隔膜組件的中心部分在打開位置和閉合位置之間移位時，所述兩個 隔膜盤彎曲或者變形。所述兩個隔膜盤的變形大體上具有徑向?qū)ΨQ性。6該徑向?qū)ΨQ性形成在所述兩個隔膜盤內(nèi)的偏轉(zhuǎn)恒定的同心圓。在不同的閥構(gòu)造中，進口 122可以用作排出口 ，而排出口 124可以用作進口。圖2是本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜閥200的等軸截面圖。 隔膜閥200包括頂板202、底板204、閥體206和隔膜228。隔膜228 具有上隔膜膜片208、下隔膜膜片210、中心段212、上輪緣218、下輪 緣220、頂部加強肋214和底部加強肋216。隔膜228構(gòu)造成一體化部 件。在一個示例實施例中，隔膜228的形狀是大體圓形的。在本發(fā)明 的其它示例實施例中，隔膜228的形狀可以是橢圓形或矩形的。在本 發(fā)明的一個示例實施例中，隔膜228是模制的。在本發(fā)明的另一個示 例實施例中，隔膜228由一塊材料機加工成形。隔膜228由彈性材料 或彈性材料的組合物制成，例如橡膠、聚氨酯等。上隔膜膜片208和下隔膜膜片210由中心隔膜段212連在一起。在 本發(fā)明的一個示例實施例中，隔膜228關(guān)于軸線AA對稱。頂部加強肋 214形成在上隔膜膜片的頂側(cè)并且構(gòu)造成加固上隔膜膜片。底部加強肋 216形成在下隔膜膜片的底側(cè)并且構(gòu)造成加固下隔膜膜片。頂部和底部 加強肋(214和216)可以是不必要的并且是任選的。頂部密封面(也 稱作頂部閥座)222和底部密封面(也稱作底部閥座)224形成在閥體 206中。在本發(fā)明的一個示例實施例中，每個密封面或閥座形成在一個 平面中。頂部密封面222和底部密封面224大體圍繞閥體206中的中央 開口 240。在本發(fā)明的一個示例實施例中，包含頂部閥座和底部閥座的 平面彼此大體平行。在本發(fā)明的另一個示例實施例中，包含頂部閥座 和底部閥座的平面彼此大體不平行。頂板202連接到閥體206，在頂板202和閥體206之間的間隙中捕 獲上隔膜膜片208。底板204連接到閥體206，在底板206和閥體206 之間的間隙中捕獲下隔膜膜片210。在本發(fā)明的一個示例實施例中，頂 板202和底板204通過激光焊接連接到閥體。任何其它連接方法可用 于將頂板和底板連接到閥體204。在本發(fā)明的一個示例實施例中，頂部 輪緣218形成于上隔膜膜片208的外邊緣的四周并且構(gòu)造成裝入頂板 202和閥體206的頂側(cè)之間形成的凹槽中。頂部輪緣218將上隔膜膜片 保持在適當位置并且形成隔膜和閥之間的密封。底部輪緣220形成于 下隔膜膜片210的外邊緣的四周并且構(gòu)造成裝入底板204和岡體206 的底側(cè)之間形成的凹槽中。底部輪緣220將下隔膜膜片保持在適當位置并且形成隔膜和閥之間的密封。所述兩個隔膜膜片上的頂部輪緣和 底部輪緣是任選的。其它方法可用于將隔膜膜片保持到閥中。例如， 凹槽或溝道可形成于隔膜膜片的外邊緣中，唇部或巻邊可形成在裝入 凹槽中的頂板上。在操作中，隔膜228在上部位置和下部位置這兩個位置之間運動。 隔膜228的偏轉(zhuǎn)關(guān)于隔膜228的中心(軸線AA)大體上徑向?qū)ΨQ。在 上隔膜位置(未示出)，下隔膜膜片210接觸并密封底部密封面224。 上隔膜膜片208的位置遠離頂部密封面222，在上隔膜膜片208和頂部 密封面222之間留下間隙。在下隔膜位置，上隔膜膜片208接觸并密 封頂部密封面222。下隔膜膜片210的位置遠離底部密封面224，在上 隔膜膜片210和底部密封面224之間留下間隙。隔膜228 —般利用由先導閥流體(未示出)的壓力產(chǎn)生的啟動力 在上部位置和下部位置之間運動。該先導閥流體被引導進入上隔膜膜 片208和頂板202之間的間隙中以將隔膜228驅(qū)使到下部位置。該先導 閥流體被引導進入下隔膜膜片210和底板204之間的間隙中以將隔膜 228驅(qū)使到上部位置。當沒有啟動力施加于任一區(qū)域時，隔膜228可構(gòu) 造成快速彈回或返回默認位置。隔膜228可以構(gòu)造成使得該默認位置 是上隔膜位置或下隔膜位置。在一些情況中，如果電源供電仍然是起 作用的，那么彈性力可能強度不足以使隔膜返回默認位置。通常，電 源供電也用于控制器供電，因此當沒有壓力進入閥時，控制器和電源 都將不起作用，并且隔膜將返回默認位置。用于使隔膜在上部位置和 下部位置之間運動的方法不是重要的，可以使用除了先導閥流體以外 的其它方法，例如，由線圏啟動并連接到隔膜的柱塞。在本發(fā)明的一個示例實施例中，隔膜228由彈性材料制成，例如 聚氨酯。該彈性材料允許隔膜228裝配到閥中，使得彈性隔膜材料和 與閥外殼相互作用的隔膜228的形狀產(chǎn)生使隔膜228返回默認位置的 彈性力。在本發(fā)明的一個示例實施例中，上隔膜膜片208具有碗形或 盤形，使得當隔膜安裝到閥中時，在沒有壓力進入閥時，上隔膜膜片 驅(qū)使隔膜進入下部位置。在本發(fā)明的另一個示例實施例中，上隔膜膜 片和下隔膜膜片都具有碗形或盤形，使得當隔膜安裝到閥中時，這兩 個隔膜膜片驅(qū)使隔膜進入下部位置。圖3是本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜328的視圖。圖3a是本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜328的頂視圖。圖3b是本發(fā)明的一個 示例實施例中的頂視圖3a的截面圖AA。隔膜328包括上隔膜膜片308、 下隔膜膜片310、中心段312、上輪緣318和下輪緣320。在一個示例 實施例中，隔膜328的形狀是大體圓形的。在本發(fā)明的其它示例實施 例中，隔膜328的形狀可以是橢圓形或矩形的，其它形狀也是可能的。 上隔膜膜片308由中心段312連接到下隔膜膜片310，所述中心段312 將所述兩個隔膜膜片保持為隔開關(guān)系。在本發(fā)明的一個示例實施例中， 上隔膜膜片與下隔膜膜片310大體平行。在本發(fā)明的另一個示例實施 例中，上隔膜膜片與下隔膜膜片310大體不平行。在本發(fā)明的一個示 例實施例中，上輪緣和下輪緣的形狀是大體圓形的。在本發(fā)明的其它 示例實施例中，輪緣的形狀可以是橢圓形或矩形的。上輪緣和下輪緣 (318和320 )構(gòu)造成裝入頂板和閥體以及底板和閥體之間的間隙中。 輪緣幫助將隔膜328保持在閥中的適當位置并且在隔膜328和閥之間 產(chǎn)生密封。所述兩個隔膜膜片上的上輪緣和下輪緣是任選的。其它方 法可用于將隔膜膜片保持到閥中。例如，凹槽或溝道可形成于隔膜膜 片的外邊緣中，唇部或巻邊可形成在頂板上或形成在裝入凹槽中的閥 體上。上隔膜膜片308沿著上輪緣318的內(nèi)徑連接到上輪緣318。下隔 膜膜片310沿著下輪緣320的內(nèi)徑連接到下輪緣320。隔膜328構(gòu)造成 一體化部件。上隔膜膜片308具有厚度t。上隔膜膜片308具有碗形或 盤形。上隔膜膜片308的外邊緣基本上形成于顯示為BB的一個平面中。 上隔膜膜片308與中心段312相連的內(nèi)部部分基本上形成于顯示為CC 的一個平面中。平面CC偏離平面BB但是大體平行于平面BB。上隔 膜膜片的內(nèi)部和外部區(qū)域之間的偏移量、隔膜膜片厚度t和隔膜材料在 隔膜組件安裝到閥中的時候產(chǎn)生使隔膜組件返回第一位置或默認位置 的力。在本發(fā)明的一個示例實施例中，下隔膜膜片也具有與上隔膜膜 片的盤形或碗形沿相同方向?qū)实谋P形或碗形。在本發(fā)明的其它示例 實施例中，下隔膜膜片可以是扁平的或者具有不與上隔膜膜片對準的 碗形。圖4是用于裝配本發(fā)明的一個示例實施例中的隔膜閥的流程圖。 在步驟402,壓縮上隔膜膜片。在步驟404，壓縮后的上膜片通過中央 開口插入閥體。在步驟406，壓縮后的上隔膜膜片被釋放，使得閥體凈皮 捕獲在上隔膜膜片和下隔膜膜片之間，同時隔膜的中心段位于閥體中的中央開口中。上隔膜膜片或下隔膜膜片都可被壓縮并通過中央開口插入閥體。在任選步驟408,上輪緣和下輪緣分別被安置到上凹槽和下 凹槽中，其中，上凹槽和下凹槽形成到閥體的頂面和底面中。在步驟410，頂板連接到閥體的頂面，將上隔膜膜片保持在頂板和閥體之間。 在步驟412，底板連接到閥體的底面，將下隔膜膜片保持在底板和閥體 之間。
權(quán)利要求
1.一種隔膜閥，包括隔膜(328)，構(gòu)造成沿著行程軸線在第一位置和第二位置之間運動，其中，所述隔膜包括上隔膜膜片(308)、下隔膜膜片(310)和在所述上隔膜膜片(308)與所述下隔膜膜片(310)之間的中心段(312)，所述中心段(312)將所述上隔膜膜片(308)連接到所述下隔膜膜片(310)并且將所述上隔膜膜片(308)與所述下隔膜膜片(310)保持為隔開關(guān)系，其中，所述隔膜由一體化部件構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述上隔膜膜片 (308)基本上形成于第一平面中，所述下隔膜膜片(310)基本上形成于第二平面中，其中，第一平面平行于第二平面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜(328) 由彈性材料制成，所述上隔膜膜片(308)具有碗形，所述碗形使得所 述隔膜(328)在安裝到所述隔膜閥中的時候返回默認位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔膜岡，其特征在于，所述下隔膜膜片 (310)具有與所述上隔膜膜片(308)的碗形對準的碗形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于還包括 形成頂部密封面(222)和底部密封面(224)的閥體(206); 所述上隔膜膜片(208)構(gòu)造成在所述隔膜處于第一位置時密封所述頂部密封面(222);所述下隔膜膜片(210)構(gòu)造成在所述隔膜處于第二位置時密封所 述底部密封面(224)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔膜閥，其特征在于，所述頂部密封面 和所述底部密封面(222、 224)在所述上隔膜膜片(308)和所述下隔 膜膜片(310)之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔膜閥，其特征在于還包括頂板(202 )，構(gòu)造成用于連接到所述閥體(206)的頂側(cè)，從而 在所述閥體(206 )和所述頂板(202 )之間捕獲所述上隔膜膜片(208 );底板(204)，構(gòu)造成用于連接到所述閥體(206)的底側(cè)，從而 在所述閥體(206 )和所述底板(204 )之間捕獲所述下隔膜膜片(210 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于還包括 連接于并圍繞所述上隔膜膜片的頂部輪緣(318);連接于并圍繞所述下隔膜膜片的底部輪緣(320)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜的形狀 基本上是圓形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜的形 狀基本上是橢圓形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜的形 狀基本上是矩形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述行程軸線 與所述隔膜的中心線同心。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜關(guān)于 所述行程軸線徑向?qū)ΨQ。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜閥，其特征在于，所述隔膜是模 制的。
15. —種裝配隔膜閥的方法，包括 壓縮一體化隔膜的第一隔膜膜片(402); 將壓縮后的第一隔膜膜片通過中央開口插入閥體(404); 釋放第一隔膜膜片，使得所述閥體被捕獲在第一隔膜膜片和笫二隔膜膜片之間(406);將第一板連接到所述閥體，其中，第一隔膜膜片保持在第一板和 所述閥體的第一側(cè)之間(410);將第二板連接到所述閥體，其中，第二隔膜膜片保持在第二板和 所述閥體的第二側(cè)之間(412)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配隔膜閥的方法，其特征在于，第 一隔膜膜片是頂部隔膜膜片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配隔膜閥的方法，其特征在于，第 二隔膜膜片是頂部隔膜膜片。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配隔膜閥的方法，其特征在于，第 一板通過激光焊接連接到所述閥體的第 一側(cè)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配隔膜閥的方法，其特征在于，所 述隔膜由彈性材料制成并且通過與所述閥體和第一板的相互作用朝第 一位置偏置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配隔膜閥的方法，其特征在于還包括..在第一板連接到所述閥體之前，將連接到第一隔膜膜片的輪緣安 置到形成于所述閥體的第一側(cè)中的凹槽中，其中，所述凹槽圍繞所述中央開口 (408);在所述底板連接到所述閥體之前，將連接到第二隔膜膜片的輪緣 安置到形成于所述閥體的第二側(cè)中的凹槽中，其中，所述凹槽圍繞所 述中央開口 (408)。
全文摘要
公開了一種一體化雙膜隔膜。該雙膜隔膜具有由中心段(312)連在一起的上隔膜膜片(308)和下隔膜膜片(310)。所述上隔膜膜片(308)構(gòu)造成在所述隔膜處于第一位置時密封頂部密封面(222)。所述下隔膜膜片(310)構(gòu)造成在所述隔膜處于第二位置時密封底部密封面(224)。上輪緣(318)可連接到所述上隔膜膜片(308)，其中，所述上輪緣(318)構(gòu)造成將上隔膜膜片(308)保持到閥中。下輪緣(320)可連接到所述下隔膜膜片(310)，其中，所述下輪緣(320)構(gòu)造成將下隔膜膜片(320)保持到閥中。所述隔膜也可由彈性材料制成并且形狀設(shè)計成產(chǎn)生將所述隔膜保持到閥中的默認位置的彈性力。
文檔編號F16K7/12GK101405527SQ200680053845
公開日2009年4月8日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者D·庫恩勒, S·普芬德 申請人:諾格倫有限責任公司