专利名称：组合的伞形和止回双向阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合流体阀，特别涉及包括结合了伞形阀的止回双向阀的组合阀，所述组合阀可以对应于压差的变化而提供流体。
背景技术：
目前组合流体阀包括那些鸭嘴-伞形阀的变型体。鸭嘴-伞形组合阀可以使得流体(通常为空气)通过伞形阀部分沿着第一流动路径进入容器或泵腔，并且使得第二流体(通常为液体产品)通过鸭嘴阀部分经过第二流动路径离开容器或泵腔。然而，阀的鸭嘴部分通常只是有限地防止沿分配方向的流动，在相对较低的压差下就会泄漏。例如，当与在使用中会颠倒的液体的容器一起使用时，鸭嘴-伞形组合阀就会泄漏。
希望具有一种简单、整体的组合阀，使其通常为闭合，而在压差作用下可以吸取流体。通常闭合的阀消除了与溢出和滴漏相关的问题。还希望具有一种组合阀，可以进行满意地操作以防止流动，直到获得预定量的压力。
发明内容
本发明涉及一种组合阀，包括具有止回双向阀部分和伞形部分的阀主体。根据本发明的一个方面，公开了一种组合阀，包括带有限定了流动路径的基本圆柱形部分的阀主体，从阀主体环形延伸的弹性的伞形阀部分以及在流动路径中设置的止回双向阀部分。该止回双向阀部分包括内表面、外表面以及在其间延伸的至少一个通常闭合的缝隙，其中止回双向阀部分的外表面包括当缝隙闭合时通常为凹形弯曲的部分。
本发明还提供了一种组合阀，包括与阀主体整体形成的止回双向阀部分和弹性的伞形部分。在止回双向阀中的通常闭合的缝隙响应在第一方向的第一预定流体压力，从而可以在第一方向输送流体。伞形阀部分防止第一方向流体的输送并且响应在第二方向的第二预定流体压力，从而使得流体可以在第二方向流动。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种组合阀，其带有基本圆柱形的阀主体，所述阀主体具有中心纵轴并且限定了通过该阀的流动路径，弹性的伞形部分从阀主体环形延伸，并且阀主体在其一端在止回双向阀部分中终止。根据本发明该方面的止回双向阀部分具有围绕基本垂直于中心纵轴并与该中心纵轴相交而延伸的曲率轴的弯曲轮廓。该止回双向阀部分具有垂直于中心纵轴的线性轮廓，从而使得该止回双向阀部分相对于中心纵轴径向不对称。该止回双向阀部分在正常释放的状态特征为凹形外表面，并且当受到预定流体压力的时候该止回双向阀部分会发生挠曲。该止回双向阀部分包括至少一个缝隙，后者在阀的正常释放状态通常闭合，并且在阀受到预定流体压力之后打开，该止回双向阀产生挠曲从而打开通过缝隙的流动路径。
根据本发明特定方面的阀主体、伞形部分以及止回双向阀部分是用一种或多种弹性体材料形成，使得在第一预定压力水平或在高于该第一预定压力水平时该缝隙可以打开从而允许在第一方向上通过该止回双向阀部分的流动，并且使得伞形阀部分响应第二预定压力水平挠曲，从而可以在第二方向流动。
本文所述的本发明组合阀的一个优点是，该阀提供了额外的保护防止在低压条件下发生泄漏。该组合阀提供了流动起始点的延迟，直到有足够的压力使得止回双向阀部分挠曲，从而使得缝隙打开。该止回双向阀产生了打开临界值之下的维持流体压力，从而将缝隙保持在其闭合位置，直到施加的压力增大到足以使得止回双向阀部分产生挠曲而使得缝隙打开，从而允许通过打开的缝隙的流动。
参考下面的本发明实施例的叙述并且结合附图，本发明上述的和其它特征以及获得它们的方式都将更加清楚，并且将会更好地理解该发明本身，其中
图1是根据本发明一个方面的阀的透视图，示出了在其通常闭合位置的缝隙；图2是类似图1的视图，但是示出了打开的缝隙，从而可以在第一方向流动；图3是沿图1中的线3-3的截面图；图4是沿图1中的线4-4的部分截面图；图5的截面图绘出了与容器壁相连的阀，示出了通过阀主体流动路径的流动；图6是类似图5的截面图，示出了伞形阀的操作，从而使得流体可以沿着第二方向流动通过绕着伞形阀部分周围的流动路径。
图7是本发明又一方面的截面图，其中提供了支撑装置从而防止反向流动通过止回双向阀部分；以及图8的图表示出了根据本发明一个方面的组合阀的止回双向阀部分所获得的流动延迟，对比常规的鸭嘴-伞形组合阀的鸭嘴部分。
在所有几个视图中用相应的参考标号表示相应的部件。尽管附图表示本发明的实施例，但附图不必依据比例，并且特定的特征会被放大从而更好示出和说明本发明。在本文中阐述的这种范例以一种形式示出了本发明，并且这种范例不应当被认为是以任何形式对本发明范围的限定。
具体实施例方式
所有相关部分的引用文献都结合在本文中作为参考；任何文献的引用都不认为是相对于本发明的现有技术。
下面公开的实施例并不是要穷尽或限定本发明而成为下面详细说明中所公开的那种形式。而是叙述本发明的实施例从而使得熟悉本领域的人员可以使用其技术，但是只代表了本发明的特定的表现形式。
在本文中，使用“止回双向阀”的术语表示组合阀所具有的类似常规双向阀的结构的部分，只是阀的挠曲部分相对于基本圆柱形的部分颠倒(或反向)。最终，本文中所述的止回双向阀的特征在于具有大致凹形的外表面，而常规双向阀具有大致凸形的外表面。在Atkinson的美国专利No.4,434,810中公开了常规双向阀的一个示例。
首先参考附图的图1至4，将会看到根据本发明一个方面的组合阀10，其包括阀主体部分12，所述阀主体部分具有限定了通过阀主体12的流动路径16的中空的、基本为圆柱形的部分14。阀主体12的一端在具有内表面20、外表面22以及其间延伸的缝隙24的止回双向阀部分18处终止。熟悉本领域的人员将会认识到，止回双向阀的缝隙膜部分可以位于沿着基本圆柱形部分的长度的任何位置。组合阀10还包括从阀主体12的相反端环形延伸的弹性伞形部分26。熟悉本领域的人员将会认识到，伞形阀部分26不仅限于在阀主体的一端，而是可以从阀主体12的任何部分延伸。根据本发明特定实施例的阀10是用挠性的弹性体材料制成的整体模制结构。
在通常的无应力状态，缝隙24闭合，止回双向阀部分18的外表面22基本为凹形。当施加了足够的预定的流体压力时，止回双向阀部分18发生挠曲并且缝隙24打开，如图2所示的。
如图3所示，止回双向阀部分18具有绕曲率轴28弯曲的弯曲的轮廓27并且优选地具有大致恒定的曲率半径30。曲率轴28优选地位于中空、基本圆柱形部分14的中心纵轴32上。
如图4所示，止回双向阀部分18具有定向为基本垂直于中心纵轴32并且平行于曲率轴28的线性轮廓34。因此，止回双向阀部分呈现相对于中心纵轴32径向不对称的型面，在图3所示的平面中具有弯曲的轮廓27，而在图4所示平面中为线性轮廓34；这两个平面较佳地为彼此垂直并且包含着中心纵轴32。
根据本发明的特别方面，缝隙24在止回双向阀部分18中形成并且沿着线性轮廓34延伸。缝隙24通常闭合并且长度小于阀主体部分12的直径。根据本发明的特别方面，缝隙24与中心纵轴32相交并且相对于中心纵轴32径向对称。
如图5和6所示，环形的伞形部分26从阀主体12延伸并且可以抵靠着流体抑制元件例如容器壁36从而覆盖容器壁36限定出的一个或多个流体通道38。根据图5和6所示的阀10，阀主体12还包括通常为环形的保持凸缘35以及通常为环形的凹槽37，所述凹槽与容器壁36上的安装凸缘39相啮合。伞形部分26通常抵靠着流体抑制元件36从而防止流体流过通道38。如图6所示，当向上方向的流体压力超过预定量的时候，伞形部分26将会发生挠曲从而允许流体向上流到伞形部分周围。被挠性伞形部分26阻止和释放的流体可以，但不是必须的，与通过流动路径16的流体相同。根据本发明的一个方面，伞形部分26阻止并且释放空气以补偿通过流动路径16和止回双向阀部分18输送的流体。
通过上述的构造，缝隙24通常将会闭合，如附图的图1所示。当穿过止回双向阀部分18的压差增加到某个预定值以上的时候，止回双向阀部分18对应于该压差发生挠曲，最终使得缝隙24打开，如附图中图2所示。打开的缝隙24使得可以沿着图3中箭头16所示的方向向前流动通过阀10。从容器输送流体在容器内产生了真空，这会使得伞形部分26在周围升起，从而使得空气通过流体通道38进入容器并且取代通过阀10中的流动路径16从容器中输送走的流体。流动继续直到压差减小到足以使得缝隙24闭合并且止回双向阀部分18返回正常的闭合构造和伞形部分26返回其正常位置以密封流体通道38。因此，通过组合阀10的止回双向阀部分18以及伞形部分26阻止了流体流动。
构造阀的材料在很大程度上可以影响止回双向和伞形阀将会打开以允许流动和防止反向流动的压力，而阀部件的厚度和形状也会影响操作压力。调整止回双向阀部分18的厚度可以改变打开缝隙24所需要的压力量。同样，使得伞形部分26挠曲和通道38打开所需要的压力量取决于伞形部分26的厚度以及其它因素。
根据本发明的一个方面，组合阀10具有用于支撑止回双向阀部分18内表面20的装置40，从而防止反向流动(与流动路径16相反)通过缝隙24。如图7所示，一种用于支撑止回双向阀部分18内表面20的装置40包括布置在阀主体12中邻近止回双向阀部分18内表面20的基本圆柱形的管42。圆柱形管42可以由任何可以提供必要支撑从而防止通过缝隙24反向流动的材料制成，但是通常会由例如金属或塑料等材料制成。用于支撑止回双向阀部分18内表面20的装置可以是单独的结构或者是组合阀10的集成部件或一体部件。根据另一实施例，用于支撑止回双向阀部分18内表面20的装置可以是牢固地布置在阀主体12的圆柱部分14中的压配合结构。另外，该装置可以是阀主体12的一体部件。
本发明的组合阀10可以根据常规的模制技术进行制造。组合阀10通常由可模制的弹性体材料制成。根据本发明有用的弹性体并不特别限定，可以具有任何适合的模量。材料应当为弹性的，从而使得压力降低的时候阀可以返回正常状态。根据特定的实施例，组合阀10或者阀的单独部件可以由以下组的一种或多种弹性体化合物构成，所述组包括腈橡胶、氢化腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯、硅酮、氟硅氧烷弹性体、碳氟化合物弹性体、乙烯丙稀、三元乙丙橡胶(EPDM)以及其组合物。根据本发明的特定实施例，组合阀10为一体结构。然而，用多个具有不同成分的单独部件制造阀10也没有超出本发明的范围。
本发明所述的组合阀可以用于各种流体输送设备中，例如液体产品分配器、单缸泵(simple pump)，或者是其它的想要使得流体在一个方向流动但是又防止它在相反方向流动的领域中，以及必须提供反方向的流动或释放动作的领域中。本发明的组合阀并不特别限于任何特别的尺寸或者操作条件，而是制造为可以在很宽的操作参数下实现正确的功能。然而，穿过止回双向阀部分18的操作压差通常可以为大约40至100英寸水柱，以打开通常闭合的缝隙24从而使得流体沿着流动路径16的方向流动，并且流动压差为大约25英寸水柱，以使得伞形部分26挠曲从而使得流体流过流体通道38。如图8所示，根据本发明的特定组合阀的止回双向部分的流体流动的起始点是在大约24英寸水柱开始，而鸭嘴型阀为大约4英寸水柱。流体流动的延迟对应于更低的通过阀的泄漏和滴出。
本发明的阀10可以安装在容器中，例如容纳液体物质的挤压瓶(未示出)。要操作该瓶，使用者挤压该瓶，从而增加内部的压力以及液体对止回双向阀部分18的压力。当该压力达到预定水平的时候，止回双向阀部分18挠曲同时缝隙24打开，使得液体可以通过打开的缝隙24并进入周围环境。当使用者释放开该瓶的时候，瓶子固有的回复力迫使其膨胀并且返回到其原始形状，从而将内部的压力降低到低于环境压力。当环境压力足以超出内部压力，伞形部分26发生挠曲从而使得空气可以通过通道38进入瓶子。
一旦瓶子回复到其初始的未挤压的状态，并且内部压力充分地降低，空气流动停止并且缝隙24闭合，并且通过通道38的空气流动停止。该瓶优选地用于颠倒的位置，从而使得液体容纳物位于止回双向阀部分18之上。因此，当该瓶被挤压的时候，只有液体通过阀10，而不是部分液体和部分空气。在这种构造中，止回双向阀18防止从瓶子的流动，直到使用者挤压该瓶。
根据本发明另一方面，该阀可以用在需要在真空下将流体抽出的操作中，或者在其它使得该阀受压差影响的手段下将流体抽出的操作中。
从上述可以看出，本发明提供了一种组合阀，包括止回双向阀部分和伞形部分，在流体在单个的弹性体部分中开始流动之前提供了延迟。
虽然本文中所述装置的形式构成了本发明的特别实施例，应当理解本发明并不仅仅限于这些装置的形式，可以在不背离本发明范围的情况下在其中进行改变。
权利要求
1.一种组合阀，包括阀主体，包括限定了流动路径的基本圆柱形的部分、从阀主体环形延伸的弹性的伞形阀部分以及在所述流动路径上设置的止回双向阀部分，其中该止回双向阀部分包括内表面、外表面以及在其间延伸的至少一个通常闭合的缝隙，其中止回双向阀部分的外表面包括当缝隙闭合时基本为凹形弯曲的部分。
2.根据权利要求1的组合阀，其特征在于，止回双向阀部分中的缝隙通常闭合，并且可以响应第一预定流体压力而打开所述缝隙，从而允许在第一方向的流动，并且伞形阀部分通常闭合以防止第一方向的流动，并且可以响应第二预定流体压力而挠曲，从而允许在第二方向的流动。
3.根据权利要求2的组合阀，其特征在于，第一方向的流动包括液体沿着第一路径的流动，而第二方向的流动包括空气沿着第二路径的流动。
4.根据权利要求2的组合阀，其特征在于，止回双向阀部分直到至少10英寸水柱的第一预定流体流动压力都保持闭合。
5.根据权利要求1的组合阀，其特征在于，伞形阀部分从阀主体的一端环形延伸，并且阀主体的第二端在止回双向阀部分中终止。
6.根据权利要求5的组合阀，其特征在于，该阀由从下面组中选择的弹性体材料构成，所述组包括腈橡胶、氢化腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯、硅酮、氟硅氧烷弹性体、碳氟化合物弹性体、乙烯丙稀、三元乙丙橡胶(EPDM)以及其组合物。
7.根据权利要求6的组合阀，其特征在于，弹性体材料包括EPDM。
8.根据权利要求1的组合阀，其特征在于，还包括用于支撑止回双向阀内表面的装置，从而防止止回双向阀中沿着第二方向通过缝隙的流动。
9.根据权利要求8的组合阀，其特征在于，所述装置包括布置在所述阀主体中邻近止回双向阀内表面的基本圆柱形的管。
10.根据权利要求9的组合阀，其特征在于，所述圆柱形管压配合在所述阀主体中。
11.一种组合阀，包括基本圆柱形的阀主体，具有中心纵轴并且限定了通过所述阀的流动路径，弹性的伞形部分从阀主体环形延伸，并且阀主体在其一端处终止在止回双向阀部分中；该止回双向阀部分具有围绕曲率轴的弯曲轮廓，所述曲率轴基本垂直所述中心纵轴并与该中心纵轴相交；所述止回双向阀部分具有垂直于所述中心纵轴的线性轮廓，从而使得该止回双向阀部分相对于中心纵轴径向不对称；在该止回双向阀部分中形成的至少一个通常闭合的缝隙；该止回双向阀部分包括外表面，当缝隙闭合时该外表面通常为凹形弯曲定向；并且阀主体、伞形部分以及止回双向阀部分由弹性体材料形成，从而使得在第一预定压力水平或高于第一预定压力水平时该缝隙打开，从而允许在第一方向通过该止回双向阀部分的流动，并且所述伞形阀部分响应第二预定压力水平而挠曲，从而允许在第二方向的流动。
12.根据权利要求11的组合阀，其特征在于，第一方向沿着流动路径从阀主体通过缝隙，而第二方向通常与第一方向相反，其中沿着第二方向的流动是从伞形阀部分下面到其外围附近。
13.根据权利要求11的组合阀，其特征在于，线性轮廓位于垂直于包含弯曲轮廓的第二平面的平面中。
14.根据权利要求13的组合阀，其特征在于，该缝隙沿着线性轮廓延伸。
15.根据权利要求14的组合阀，其特征在于，该缝隙与中心纵轴相交。
16.根据权利要求15的组合阀，其特征在于，该缝隙相对于中心纵轴径向对称。
17.根据权利要求16的组合阀，其特征在于，该弯曲轮廓具有从曲率轴基本恒定的曲率半径。
18.根据权利要求17的组合阀，其特征在于，阀主体还包括通常为环形的保持凸缘。
19.根据权利要求11的组合阀，其特征在于，还包括用于支撑止回双向阀内表面的装置。
20.根据权利要求19的组合阀，其特征在于，所述装置包括布置在所述阀主体中邻近止回双向阀内表面的基本圆柱形的管。
21.根据权利要求20的组合阀，其特征在于，所述圆柱形管压配合在所述阀主体中。
22.根据权利要求11的组合阀，其特征在于，所述阀形成为一体模制结构。
23.根据权利要求22的组合阀，其特征在于，所述阀由从下面组中选择的弹性体材料构成，所述组包括腈橡胶、氢化腈橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯、硅酮、氟硅氧烷弹性体、碳氟化合物弹性体、乙烯丙稀、三元乙丙橡胶(EPDM)以及其组合物。
全文摘要
公开了一种组合阀，包括具有止回双向阀部分和伞形部分的阀主体。根据本发明的一个方面，组合阀包括带有限定了流动路径的基本圆柱形部分(14)的阀主体(12)，从阀主体环形延伸的弹性的伞形阀部分(26)以及在流动路径上设置止回双向阀部分。该止回双向阀部分包括内表面、外表面以及在其间延伸的至少一个通常闭合的缝隙(24)，其中止回双向阀的外表面包括当缝隙闭合时通常为凹形弯曲的部分。
文档编号F16K15/14GK1946959SQ200580012964
公开日2007年4月11日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年5月19日
发明者J·C·贝利 申请人:韦尔奈实验室公司