具有改进的密封性能和泄漏检测的隔膜阀的制作方法

专利名称：具有改进的密封性能和泄漏检测的隔膜阀的制作方法
技术领域：
本发明的实施例总体上涉及在各处理应用和行业中通常被用作流量控制或关闭阀的两瓣隔膜阀，包括但不局限于食品和饮料、药物和生物工程。更具体地讲，本发明涉及在这种两瓣隔膜阀中用于防止和检测泄漏、破裂或其它隔膜故障的方法及设备。
背景技术：
隔膜阀(或者膜阀)通常被用来启动、停止和/或控制工艺流体(例如气体、液体或浆体)经过处理系统的流动，或用来在处理系统中建立或控制真空空间。总体而言，隔膜阀包括具有位于两个或多个端口之间的内部流道的阀体、柔性隔膜、横穿内部流道推动并拉伸该柔性隔膜的压缩器、以及“鞍座”或“底座”，该“鞍座”或“底座”上的柔性隔膜闭合来减小或切断工艺流体经过内部流道的流动。隔膜阀通常由金属、硬塑料、软塑料、橡胶和玻璃、或金属、塑料、橡胶和玻璃的一些混合而制成。在一些隔膜阀中，柔性隔膜部件由至少两个柔性瓣组成，包括衬里(有时被称为衬垫或支持件)以及保护膜，称为“护罩”，其起到一方面阀的操作部件与另一方面工艺流体的流动之间的保护边界和/或无菌边界的作用。该护罩防止工艺流体与操作部件比如衬里和压缩器接触。将阀的操作部件与工艺流体的流动隔离使得阀适合于粘性的、危险的、磨蚀性的或腐蚀性的流动，因为阀的密封系统避免了对环境或来自环境的任何污染。这样，两瓣隔膜阀通常被用在以下情况下工艺流体可能与普通的一瓣隔膜接触而被污染，或者工艺流体是腐蚀性的或危险的，并且因此可能会使隔膜阀的部件退化或者对外部环境或工艺操作者产生危险。通常，护罩由消毒过的弹性聚合物比如聚四氟乙烯(PTFE)制成。在两瓣隔膜阀中，两瓣柔性隔膜被固定在阀帽组件(其容纳压缩器)与阀体(其容纳内部流道)之间。阀帽组件、阀体和两瓣柔性隔膜通过紧固件(例如螺钉、螺栓、销、钩子或夹子)保持在一起。两瓣柔性隔膜中的衬里提供类似弹簧的记忆，用来帮助保护护罩免受磨蚀、破裂以及撕裂，否则在操作过程中如果护罩与压缩器直接接触就会产生上述结果。大致封闭的腔(或填隙空位)位于衬里与护罩的中心区域之间。至少有两种类型的两瓣隔膜阀。第一种类型被称为“堰”隔膜阀并且第二种类型被称为“直通”隔膜阀。在堰式隔膜阀中，工艺流体在阀体中流经内部流道并流过大致竖直的堰(或“鞍座”)，所述堰从与隔膜相对的内部流道的壁延伸并且横向于流动路径布置。所述堰将内部流道的上游段与下游段分隔开。两瓣柔性隔膜在与堰的顶部间隔开并大致相对的位置被固定在阀体上。为了关闭阀，对位于两瓣柔性隔膜上方的压缩器和阀杆组件进行操作，以向下压在两瓣柔性隔膜上，从而迫使柔性隔膜的中心区域向下抵靠于堰的顶部，这就限制或防止了流体在内部流道的上游段和下游段之间的流动。通常，在柔性隔膜上的护罩的中心区域的下侧布置横向密封边缘，使得横向密封边缘与堰的顶部配合，从而改善护罩与堰的顶部之间的密封的有效性。直通隔膜阀以与堰隔膜阀大致相同的方式构造和操作，除了在直通隔膜阀中在工艺流体通道中没有堰以外。因此，在直通隔膜阀中，工艺流体在流体没有中断、干涉或转向的情况下移动经过内部流道，中断、干涉或转向否则会由于堰而引起。杆、压缩器、两瓣柔性隔膜、阀体以及内部流道都配置为，压缩器的关闭阀的致动使得隔膜的中心区域弯曲并整个穿过内部流道的直径行进，直到该中心区域碰到内部流道的相对壁中的“底座”，从而切断工艺流体经过此处的流动。特别是，本发明的实施例可以有益地用在堰式和直通式两瓣隔膜阀中。在一些两瓣隔膜阀比如举例来说ITT Pure-Flo 和Saunders 堰式隔膜阀中， 护罩围绕其外周具有凸起的周边密封边缘，该边缘被设计成当紧固件被拧紧时按压于阀体上，以帮助防止工艺流体从内部流道漏出到阀的外部区域。与传统两瓣隔膜阀相关联的主要缺点在于，随着时间的经过，施加于紧固件上的扭矩导致护罩的周边区域和/或护罩的周边区域上的周边密封边缘向里变形进入衬垫中。 护罩的周边区域和周边密封边缘的向里变形是不期望的，并且对密封产生相反效果，因为这减小了密封的尺寸和有效性，从而允许工艺流体经过阀体与护罩之间的小空间而从内部流道中漏出，进而对阀的外部零件或环境造成潜在的危害。而为了试图减少或防止这样的外部泄漏，隔膜阀操作者倾向于过度拧紧阀上的紧固件，因此使得这个问题加剧。过度拧紧增加了护罩的外围护罩区域上的压缩力，并且倾向于增加而不是减小护罩的周边区域和 /或护罩的周边区域上的周边密封边缘将会撕裂、撕破或向里变形进入衬垫中的可能性，这会导致更多的外部泄漏。除了前面所述的外部泄漏问题之外，传统的两瓣隔膜阀操作者必须还为内部泄漏担心。当完全关闭的隔膜阀不能完全切断工艺流体经过阀体的内部流道的流动时，或者当工艺流体经过护罩而进入护罩后方的工艺流体从未要进入的空间中时，内部泄漏就发生了。即使阀被认为是关闭的，因为护罩已经被撕裂、刺穿、破裂或者以其他方式遭受一些其他类型的物理损害或破坏，这允许工艺流体流经护罩的损坏区域并且然后流入护罩后方的空位中和/或从阀体中的出口流出，所以内部泄漏也经常发生。护罩中的撕裂处、刺穿处或撕破处也可能允许处于护罩后方且与工艺流体分离的流体(例如气体或液体)经过护罩并进入内部流道而与工艺流体混合，从而对工艺流体造成潜在的污染，改变了内部流道中的压力，或者以其它方式损害或干扰处理系统的操作。结果，使用传统的两瓣隔膜阀的操作者和制造者必须定期且频繁地检查并更换两瓣隔膜阀中的护罩，以避免由于护罩发生故障而可能导致的高昂且潜在损失惨重的后果。在使用传统的两瓣隔膜阀的处理应用中，每周检查和/或更换护罩是常见的，并且有时候甚至要更加频繁。检查和/或更换传统的两瓣隔膜阀的隔膜部件所需的步骤是昂贵且费时的。在本发明之前，检测两瓣隔膜中的破坏或潜在破坏的唯一有效且可靠的方法是使隔膜阀停止使用，将其拆开并且视觉检查护罩的表面是否有破裂处、刺穿处或撕破处，这些可能不容易被人眼检测到。通常，这意味着要临时关停处理操作。而且，在护罩必须总是保持无菌且不被外部环境污染的情况下，拆开阀可能需要布置或再处理所检查的所有阀部件，显著地增加了用于处理操作的时间延迟、操作及维护费用，同时显著地降低了生产效率。已经提出了一些想法来试图解决与传统隔膜阀相关联的过度拧紧紧固件的问题。 例如授予E. Jacob Jr.的美国专利No. 6，047，953指出了由弹性体材料制成的通用隔膜，具有结合在隔膜内的刚硬的固体压缩抑制件，用于在组装过程中防止隔膜的过度压缩。授予 G. Nicholson等人的美国专利No. 2，578，730描述了柔性压致自密封隔膜，该隔膜取消了使用螺栓将隔膜的外缘连接至仪器壳体。授予J. P. Marcilese的美国专利No. 6，155，535公开了隔膜密封阀，该隔膜密封阀具有止动部和当组装该隔膜密封阀时放置在顶板与底板之间的机械装置。但是，这些提案都没有解决前面所述的由于护罩的某些区域向里变形进入衬垫中而造成的外部泄漏的问题、或者在不拆开、重新消毒和/或更换阀部件的情况下检测护罩破坏或潜在破坏的问题。结果，在敏感且无菌的处理操作中使用传统两瓣隔膜阀仍旧是昂贵且费时的建议，这是因为护罩向里变形进入衬里中而导致高发生率的外部泄漏，还因为由于必须使传统两瓣隔膜阀停止使用以进行检测和防止护罩故障所需的检查而导致相对频繁的时间及生产率的损失。

发明内容
如下面将要更详细描述的那样，本发明的实施例和变形通过提供具有改进的外部泄漏密封性能以及内部泄漏检测的隔膜阀来解决上述的问题。改进的外部泄漏密封性能通过在护罩与衬里之间引入刚性密封板来实现，其也可以被称为“薄垫片”或“间隔件”，并且尽管由于拧紧紧固件而产生了压缩力，但该密封板防止护罩的外围区域变形进入衬里中。 内部泄漏检测通过在刚性密封板上增加下文中被称为“进入端口”的一个或多个特别的通道、腔室或管道以及一个或多个端口连接器来实现。进入端口和端口连接器适于将位于护罩与衬里之间的空位与裂口检测器流体地连接，该裂口检测器构造为检测位于空位内的流体的压力、体积、湿度和/或质量的偏差。空位内的这种可以由裂口检测器检测而无需拆开阀的偏差表明了有额外的流体进入或离开了空位，这表明了护罩、衬里或护罩和衬里两者的物理完整性方面存在一些类型的故障或损害，所述流体可能包括气体或液体。警报设备或发信号系统可以附接到裂口检测器上，以便当检测到裂口时对阀的操作者、处理控制面板或数据通信网络提供警告和警报。总体来说，本发明的实施例提供了隔膜阀，包括阀帽组件、阀体、具有外围护罩区域的护罩、具有外围衬里区域的衬里、包括由闭合路径确定界线的孔口的密封板、以及一个或多个紧固件，用于将护罩、衬里及密封板固定在阀帽组件与阀体之间的，使得密封板的闭合路径位于护罩的外围护罩区域与衬里的外围衬里区域之间。密封板的闭合路径可以采用任何数量的不同几何形状的形式，包括但不限于例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或三角形， 尽管由于操作了一个或多个紧固件而在外围护罩区域上施加了压缩力，也防止了护罩的外围护罩区域向里变形进入衬里的外围衬里区域中。如果护罩的外围护罩区域包括可选的凸起的周边密封边缘，那么尽管由于操作了一个或多个紧固件而在周边密封边缘上施加了压缩力，密封板的闭合路径也防止外围护罩区域上的凸起的周边密封边缘向里变形进入衬里的外围衬里区域中。优选地，密封板的闭合路径具有比衬里的外围衬里区域的刚性更大的刚性。更加优选地，密封板的闭合路径具有比护罩的外围护罩区域的刚性更大的刚性。最优选地，密封板的闭合路径具有比衬里的外围衬里区域的刚性和护罩的外围护罩区域的刚性都更大的刚性。位于护罩与衬里之间的大致封闭的填隙空位在阀的正常操作过程中通常限定流体(例如气体或液体)的体积。当在阀的护罩部件中有裂口时，额外的流体进入或离开空位，从而导致与由该空位限定的流体相关联的一个或多个属性(例如压力、体积、湿度或质量)发生偏差。延伸穿过密封板的闭合路径的进入端口将大致封闭的填隙空位与端口连接器流体地联接，该端口连接器位于闭合路径的向外朝向表面上。端口连接器构造为对可选的裂口检测器(比如压力传感器、压力传送器、体积式流量传感器或湿度检测器)提供接口，该裂口检测器将检测大致封闭的填隙空位中的偏差(正的或负的)，该偏差将表明由大致封闭的填隙空位所限定的流体体积发生了改变(即流体经过或绕过护罩或衬里)。在优选的实施例中，裂口检测器的灵敏度可以根据具体情况的要求来由操作者调节，以通过将可能被认为是在阀的正常操作过程中位于空位中的流体的属性的“正常”波动考虑在内来避免假阳性。这种“正常变化”可以包括例如压力和体积由于压缩器的致动或者空位中限定的流体的温度改变而弓I起的变化。警报系统可以机械地或电子地联接到压力传感器上，以响应于由裂口检测器检测到护罩中的裂口而提供视觉或听觉警报。裂口检测器也可以被电子地联接到数据通信网络，该数据通信网络构造为响应于检测到裂口而发送信号或消息。除了压力传感器以外，裂口检测器还可以包括例如压力变换器、体积传感器、机械开关、液压开关、电子开关或气动开关。在一些实施例中，密封板的闭合路径可以包括穿过闭合路径的多个进入端口，以将大致封闭的填隙空位流体地联接到位于闭合路径的外表面上的单个端口连接器。替代地，穿过闭合路径的多个进入端口可以起到将大致封闭的填隙空位流体地联接到多个端口连接器的相应端口连接器的作用，该多个端口连接器位于闭合路径的一个或多个向外朝向表面上。密封板提供刚性支撑表面来支撑护罩的外围护罩部分的背侧。当阀的紧固件被拧紧时，密封板防止护罩的外围护罩区域的冷变形运动向里冷变形进入衬里中。通过防止护罩的外围护罩区域的向里变形，密封板限制了周边密封边缘的运动，使得它只能朝阀体运动，这改善了密封并帮助防止工艺流体漏出阀外。使用密封板也增强了阀维持通过拧紧紧固件而施加的所需扭矩的能力，因为随着紧固件被拧紧，护罩的外围护罩区域不能向后移动进入软橡胶(EPDM)衬垫中。因此，将密封板结合到隔膜阀中显著地改善了外围护罩区域的性能。提高了阀关于产品泄漏的可靠性，而对阀的操作或维护没有任何不利的影响。可以预期，密封板可以由原始制造者安装在护罩与衬里之间，或者替代地由阀的制造者或翻新者作为终端使用者可安装的隔膜阀的更换产品的部件提供。密封板可以用在例如尺寸从1/2"到3"的ITT Pure-Flo堰式隔膜阀(手动或自动)上，其中Teflon护罩与橡胶衬垫(EPDM或其它)结合使用，并且其中Teflon护罩具有周边密封边缘，其提供针对金属阀体的密封用来抑制产品泄漏。密封板也可以与Saunders堰式隔膜阀一起使用，其具有相似的隔膜构造和尺寸。


下面参考并借助附图详细地说明本发明的示例性并因此非限制性实施例和变形、 及其各个方面、特征和优点，附图构成本说明书的一部分且包括示例性实施例的描述。在这些附图中图IA和图IB分别表示现有技术的堰式隔膜阀的剖视图、同一现有技术的具有向里变形进入衬里的护罩的堰式隔膜阀的剖视图，并请箭头表示随着而来的泄漏问题。图2和图3表示根据本发明的一个实施例而构成的示例性隔膜阀的剖视图，其中密封板、护罩及衬里通过紧固件固定在阀帽组件与阀体之间。图4A、图4B和图4C分别表示可以与本发明的一些实施例一起使用的示例性衬里的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。图5A、图5B和图5C分别表不可以与本发明的一个实施例一起使用的不例性密封板的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。图6A、图6B和图6C分别表不可以与本发明的一些实施例一起使用的不例性护罩的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)，该护罩具有凸起的外围密封边缘和凸起的横向密封边缘。图7A、图7B和图7C示出与示例性衬里及示例性护罩组合的示例性密封板(即示例性密封板夹在示例性衬里和示例性护罩之间)。图8A和图8B表示传统两瓣隔膜阀(未扭转的和扭转的)的一些部件的细节剖视图，而图8C和图8D表示根据本发明的某些实施例而构成的三瓣隔膜阀(未扭转的和扭转的)的一些部件的详细剖视图。图9A、图9B和图9C分别表不可以在本发明的一个实施例中使用的另一个不例性密封板的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)，其中密封板包括穿过密封板的闭合路径的进入端口和端口连接器。图10表示根据本发明实施例的隔膜阀的剖视图，示出了用于附接裂口检测器的进入端口、填隙空位及端口连接器。图11表示图10的隔膜阀的另一个剖视图，但是具有破裂的护罩且工艺流体流入并流经破裂处、填隙空位、进入端口及端口连接器。图12A和图12B表示可以与本发明的某些实施例一起使用的电子裂口检测器的图。图13表示本发明的具有自动致动器、连接于该自动致动器的气动管、连接于密封板上的端口连接器的裂口检测器以及附接于该裂口检测器的示例性计算机网络的实施例。
具体实施例方式现在将参考附图详细地描述根据本发明的某些实施例及变形布置和构造的设备及方法的非限制性示例。图IA包含了示出传统堰式隔膜阀的主要部件的剖视图。包含同一传统堰式隔膜阀的第二个剖视图的图IB示出通常与传统阀相关联的向里变形及泄漏问题。(为了简单和易于理解，在图IA所示的图中识别一些部件的一些附图标记在图IB所示的图中被省略)。 除非另外指示，应当理解下面的讨论等同地适用于堰式阀和直通阀。传统堰式隔膜阀通常包括图IA和图IB中所示的基本部件，尽管根据具体的处理应用以及流经阀的具体流体，相对的尺寸和构成材料可能不同。如图IA和图IB中所示，基本部件包括阀帽组件2、衬里4、护罩6、阀体8、横向于阀体8内的内部流道18而布置的大致竖直的堰10、以及将衬里4与护罩6在阀帽组件2与阀体8之间固定在适当位置的紧固件12，这样护罩6的中心区域就位于堰10的相对位置。阀体8具有入口端14和出口端16，其允许流动被控制的工艺流体F经过内部流道18。阀帽组件2包括压缩器20，该压缩器20经由机械连杆22与护罩6连通。通常，尽管不是必须，机械连杆22包括简单的钩子、螺钉或其他金属或聚合物连接机构，其可以在一端附接到压缩器20并且在另一端附接到护罩6，并且设置为使护罩6与压缩器20的移动等比例地移动。阀帽组件2还包括与压缩器20和手柄26连通的阀杆组件24，阀杆组件24 适于当转动手柄26时交替地提升和降低压缩器20和机械连杆22。在阀体8的与堰10的相对侧，横向密封边缘28横穿护罩6的中心部分延伸。通过转动手柄26使压缩器20和机械连杆22降低使得护罩6的中心区域朝向堰10弯曲，以限制工艺流体F流经阀体8的内部流道18。当横向密封边缘28开始与堰10接触并压靠在堰10上时，流体F通常将停止流经内部流道18。当操作手柄26以使阀杆组件24提升压缩器20时，护罩6被机械连杆22远离堰 10牵拉，因此允许工艺流体F穿过横向密封边缘28的底部与堰10的顶部之间的空间而继续流经阀体8的内部流道18。在附图中，衬里4和护罩6表示为在阀体8的内部流道18的壁中形成凸出区域(也就是朝向堰10向外鼓出)。然而应当理解，当阀处于打开位置时， 并且因为它们是柔性的，所以衬里4和护罩6更加可能在内部流道18的壁中形成凹入区域 (也就是远离堰10鼓出)，从而允许工艺流体F向上流动并流过堰10的顶点，经过凹入区域并且从阀体8的出口端16流出，其中从护罩6的面向工艺流体的表面受到最小的干涉。绕着护罩6的周边连续地延伸有外围护罩区域30。外围护罩区域30在护罩6的邻近阀体8并且与面向衬里4的一侧的相反侧具有凸起的周边密封边缘32。当组装隔膜阀时，衬里4和护罩6被固定在阀帽组件2与阀体8之间，使得外围护罩区域30上的凸起的周边密封32压靠在阀体8上。当紧固件12被向下拧紧时，凸起的周边密封边缘32被阀体 8压缩，这被认为帮助防止工艺流体F经过阀体8与护罩6的外围护罩区域30之间的小空间而泄漏到周围环境中。护罩6的外围护罩区域30中的产品泄漏通常第一做法是通过在阀紧固件上施加附加的扭矩来控制。然而，已经发现并观察到，试图纠正或防止这种泄漏的手术人员频繁地对紧固件12施加扭矩，以至于久而久之凸起的周边密封边缘32被阀体8严重地压缩以至于凸起的周边密封边缘32被压平并且被迫使本身向里变形，从而导致护罩6的紧邻被压缩且压平的周边密封边缘32的部分沿着相同的方向移动。因为传统阀中使用的衬里4通常是由一些种类的橡胶或其它聚合物制成的，比如三元乙丙橡胶(EPDM)，所以相对没有阻力防止凸起的周边密封边缘32自身向里变形并且使护罩6的相对侧移位。在一些情况下，并且如图IB所示，例如，凸起的周边密封边缘32的向里变形以及随之而来的护罩6的相对侧的移位在护罩6的面向衬里4的侧面上产生鼓出部34,该鼓出部34实际上刺入衬里4的表面。凸起的周边密封边缘32的向里变形以及衬里4被鼓出部34刺入是不希望的并且对密封产生相反效果，因为这减小了尺寸并且严重地损害了凸起的周边密封边缘32压靠在阀体8上的有效性，并且通常导致工艺流体F被允许逸出阀并泄漏到周围环境中。逸出的工艺流体在图IB中由箭头L指示。图2和图3表示根据本发明的一个实施例构造的隔膜阀的剖视图。图2中的剖视图表示从侧面看到的隔膜阀，也就是沿着垂直于工艺流体F流经内部流道18的方向的直线，而图3表示从一端看到的隔膜阀，也就是沿着平行于工艺流体F流经内部流道18的方向的直线。如图2和图3中的视图所示，本发明的实施例具有插入衬里4与护罩6之间的密封板5。密封板5防止当紧固件12被拧紧时，护罩的外围护罩区域30，或者更加具体地防止护罩6的外围护罩区域30上的凸起的周边密封边缘34向里变形或者以其它方式移动到衬里4中。通过防止向里变形，使得当扭矩被施加于紧固件12上时，密封板5限制外围护罩区域30和凸起的周边密封边缘32 (如果有的话)朝向阀体8的潜在位移。因为当扭矩被施加于紧固件12上时，外围护罩区域30和/或凸起的周边密封边缘32不能向后移动到柔软的衬里4中，所以通过拧紧紧固件而施加的扭矩更加有效并且紧固件12更不可能随着时间的经过而变松。因此，采用密封板5还提高了阀保持施加于紧固件12上的扭矩的能力。注意到，图2和图3中描绘的剖视图中都包含了紧固件12，这仅仅是为了增加对本发明的某些实施例可以如何被组装并保持在一起的理解，尽管对于本领域技术人员来说， 紧固件可能不会位于为剖视图选定的特定平面上这点应该是显然的。确实，明显的是，所使用的紧固件的位置和类型对于本发明要求保护的范围来说都不是关键的。可以与本发明结合使用的紧固件的非限制性例子可以包含，例如螺钉、螺母、螺栓、柱头螺栓、夹子、钩子、 销、钉、闩锁、螺母或者焊接件。粘结剂比如胶水、环氧树脂或者接合剂也可以被用来接合、 紧固及固定本发明某些实施例中的部件。图4A、图4B和图4C分别表不可以与本发明的一些实施例一起使用的衬里4的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。衬里4通常由类似弹簧的弹性体比如三元乙丙橡胶(EPDM)制成，因而实际上有时被称为衬“垫”。如图4A、图4B和图4C所示，衬里 4包括被外围衬里区域42包围的柔性的中心衬里区域40。中心衬里区域40通常与压缩器 20 (未示出)的行进成比例地在外围衬里区域42的上方和下方弯曲。中心衬里区域40在其中心也包括适于允许机械连杆比如机械连杆22 (上面参考图2和图3进行了描述)穿过的孔46。如图2和图3所示，机械连杆22的一端连接到压缩器20，机械连杆22的另一端连接到护罩6，机械连杆22的中间段穿过孔46。衬里4的外围衬里区域42包括完全围绕衬里4的周边延伸的大致压平的区域，该区域适于被牢固且贴紧地装配在阀帽组件2上的凸缘与密封板5的闭合路径52之间，如图 2和图3所示并且在下面参考图5和图7更加详细地描述。衬里4的外围衬里区域42也包括适于允许紧固件(比如螺栓、螺钉或销)穿过的多个孔44，从而将衬里4的外围衬里区域42可靠地固定到阀帽组件2、密封板5、护罩6及阀体8 (见图2)上，而不会妨碍柔性的中心衬里区域40的行进或延伸。设备中紧固件的数量、类型及位置不是本发明的重要方面。因此，若有的话，衬里 4中的多个孔44的精确数量和位置也不是重要的因素。而且，尽管在图中所示的衬里4包括大致矩形的结构，具有大致圆形的中心衬里区域40，但是应当理解，衬里4的整体几何结构以及中心衬里区域40的形状可以从认为适合与讨论中的隔膜阀或处理应用的部件的具体尺寸、形状及几何结构一起使用的任何形状得到或形成。构成衬里4的适当材料包括，例如任何弹性体，包括但不限于橡胶、乙烯-丙烯共聚物，比如三元乙丙橡胶(EPDM)和乙丙橡胶(EPM)和六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物，比如VITON 。尽管在图中没有画出，但是应当注意到用于紧固件的相应孔是位于阀帽组件2和阀体8中。当组装阀的各部件时，这些孔对齐从而允许四个螺栓、螺钉、销、钩子或夹子插入以向下拧紧阀的部件并确保充分的阀密封，以防止工艺流体泄漏到环境中。在其他实施例中，孔的尺寸和构造适合于所采用的具体紧固件和阀的尺寸和形状要求。图5A、图5B和图5C分别表示可以与本发明的某些实施例一起使用的密封板5的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。如图5A最佳所示，密封板5通常包括由闭合路径52确定界线的孔口 50。通常，尽管不是必须的，密封板5还包括构造为允许紧固件(比如紧固件12)穿过的多个孔54。若有的话，像衬里4的情况那样，容纳紧固件的多个孔54的数量、类型及位置也不是重要的。而且，尽管图中所示的密封板5的闭合路径52包括了大致矩形的结构，确定了大致圆形的孔口 50的界线，但是应当理解，闭合路径52和孔口 50可以由认为最适合与具体的阀或处理应用的几何结构一起使用的任何其他三维几何形状形成，包括但不限于由任何其他多边形或椭圆形形成的闭合路径和孔口。密封板5可以由各种刚性材料比如不锈钢，包括例如304L、306L、316L及 AL6XN(含有24%的镍和6. 3%的钥)制成，以及金属比如Hastelloy C_22(镍铬与钥的合金)及钛制成。在一些情况下，可以使用纤维增强聚合物复合材料，只要材料与处理部件和条件相容并且比衬里4所使用的材料的刚性大。优选地，但不是必须的，密封板5由也比用来构成护罩6的材料刚性大的材料制成。闭合路径52的厚度和由闭合路径52确定界线的孔口 50的直径可以根据隔膜阀中将要使用的其他部件的具体形状和要求而改变，只要厚度不大到或者直径不小到在阀的正常操作过程中它们会干涉到或者妨碍衬里的中心衬里区域40或护罩6的中心护罩区域 60的行进或延伸。密封板厚度选择为确保维持正确的阀操作和关闭，同时仍然具有足够的刚性来对护罩6的外围护罩区域62中的凸起的外围密封边缘32提供足够的支持支撑。如下面将要更详细地描述的那样，密封板5的闭合路径52的厚度也可以改变以适应从孔口 50 延伸到闭合路径52的向外朝向表面的一个或多个进入端口(或通道)。图6A、图6B和图6C分别表不可以与本发明的一些实施例一起使用的护罩6的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。如图所示，护罩6包括由外围护罩区域62 包围的中心护罩区域60。中心护罩区域60构造为与压缩器20 (压缩器20在图6A-图6C 中未示出)的行进成比例地在外围护罩区域62的上方和下方弯曲，该压缩器20通过例如机械连杆22(在图6A-图6C中也未示出)连接到中心护罩区域60，该机械连杆22穿过衬里4的中心衬里区域40中的孔46。护罩6的外围护罩区域62包括完全围绕护罩6的周边延伸的大致压平的区域，该区域适于牢固且贴紧地装配在密封板5的闭合路径52与阀体8 上的凸缘之间。护罩6的外围护罩区域62也包括适于允许紧固件(比如螺栓、螺钉或销) 穿过的多个孔66，从而将护罩6的外围护罩区域62可靠地固定至阀帽组件2、衬里5、密封板5的闭合路径52及阀体8 (见图2)上，而不会妨碍护罩上的柔性中心护罩区域60的行进或延伸。护罩6的外围护罩区域62还包括凸起的周边密封边缘32和横向密封边缘28，该周边密封边缘绕着整个外围护罩区域62连续地延伸，而横向密封边缘横穿护罩6的中心护罩区域60的中心延伸。如前所述，周边密封边缘32构造为当紧固件在恰当的位置时压靠在阀体8上，以帮助防止工艺流体从内部流道18漏出并通过护罩6与阀体8之间的小空间而进入外部环境中。护罩6上的横向密封边缘28构造为接触并压靠在阀体8的内部流道 18中的堰10上，以形成紧密的密封从而在隔膜阀处于关闭位置时(见图2和图3)时防止工艺流体F从阀体8的出口 16流出。用来构成护罩6的适当材料包括但不限于天然橡胶、氯丁二烯橡胶(2-氯-1， 3- 丁二烯)、HYPALON (氯磺化聚乙烯)、EPDM(三元乙丙橡胶)、EPM(乙丙橡胶)、硅树脂、TEFLON (聚四氟乙烯)以及丁基橡胶。对于柔性护罩6与衬里4特别有用的材料组合分别是TEFLON 与EPDM。图7A、图7B和图7C的视图示出了示例性密封板5如何与衬里4及护罩6组合(即夹在其间)来形成根据本发明实施例的三瓣隔膜。如图7A和图7B所示，衬里4、密封板5 及护罩6彼此相邻地定位，以使密封板5的闭合路径52夹在衬里4的外围衬里区域42与护罩6的外围护罩区域62之间，并且使得衬里4的中心衬里区域40穿过密封板5的孔口 50的平面而安置在由护罩6中的中心护罩区域60的顶部形成的凹状部中。一旦三瓣隔膜被这样组装，它就可以通过例如图2和图3所示的紧固件(比如紧固件12)或者通过粘结剂比如胶水或接合剂而固定在阀帽组件2与阀体8之间。当操作手柄26和阀柄24以抽出压缩器20从而打开阀时，衬里4的中心衬里区域40和护罩6的中心护罩区域60都被压缩器20向后上方拉并经过孔口 50的平面，如图7C中的虚线和箭头所示，从而允许更多的工艺流体F流经内部流道18(图7中未示出)。图8A和图SB表示传统两瓣隔膜阀(未扭转的和扭转的)的一些部件的详细剖视图，而图SC和图8D表示根据本发明某些实施例而构造的三瓣隔膜阀(未扭转的和扭转的) 的一些部件的详细剖视图。从图8A开始可以看到，在未扭转(也就是未受力)的状态下， 护罩6上的凸起的周边密封边缘32位于阀帽组件2、衬里4及阀体8之间。这样布置的目的是为了使凸起的周边密封边缘32在护罩6与阀体8之间形成足够的密封，以防止流体泄漏到外部环境中。然而，如图8B所示，随着拧紧紧固件而施加扭矩，凸起的周边密封边缘32 开始失去其完整性并且迫使护罩的一部分33向里变形到衬里4中，这损害了护罩6与阀体 8之间的密封，并允许流体泄漏到外部环境中。如果可能的话，这种泄漏很可能将会促使阀操作者对阀上的紧固件施加甚至更多的扭矩，这只会更加迫使护罩6的凸起的周边密封边缘32向里变形到衬里4中，这然后导致一部分33的甚至更多的向里变形，从而导致更多的外部泄漏。护罩6的一部分33的向里变形不总是立即发生。随着拧紧紧固件而施加扭矩，凸起的周边密封边缘32可被压到用于制成护罩6的材料随着时间的经过开始冷变形的程度。 这种现象被称为“冷变形”。当使用PTFE(聚四氟乙烯)护罩时，冷变形是尤其普遍的。图8C和图8D中的图示出了本发明的一个好处。如图8C所示，在衬里4与护罩6 之间插设具有比衬里4和护罩6的刚性大的刚性的密封板5，然后通过紧固件将它们固定在阀帽组件2与阀体8之间。如图8D最佳所示，在密封板5位于恰当的位置的状态下，凸起的周边密封边缘32的部分和护罩6的邻近凸起的周边密封边缘32或位于其上方或下方的任何部分都不会由于增大施加于护罩6上的扭矩和/或压缩力而被迫使进入衬里4中。因此，由于相对刚硬的密封板5防止了凸起的周边密封边缘6向里变形到衬里4中，所以凸起的周边密封边缘32更好地保持了其完整性。因此，由于采用了刚硬的密封板5，从而消除了向里变形的问题并且密封板5使得护罩6与阀体8之间能够实现更宽、更好的密封。特别是，本发明的实施例及变形即使在没有凸起的周边密封边缘时也能够防止周边护罩区域冷变形进入衬里中。
本发明的某些实施例还提供了具有泄漏检测能力的隔膜阀，这种能力不需要拆开阀来物理地检察护罩和衬里的撕裂、破坏、刺穿、撕破或者其他可能会导致内部泄漏的物理完整性问题。为了实现这个能力，穿过密封板的闭合路径机钴出进入端口以提供通道，这里被称为进入端口，通过该进入端口可以检测和测量存在于护罩6与衬里4之间的空位中的流体的某些属性(比如压力、体积或水分水平)。空位中的流体的属性的显著偏差通常表明护罩6有故障且工艺流体或者周围环境可能被污染。图9A、图9B和图9C分别表示这种密封板的一个实施例的正交俯视图、正交主视图及立体主视图(从上方)。如图9A-图9C所示，像图5A-图5C中的密封板5那样，密封板9包括由闭合路径 92确定界线的孔口 90以及构造为允许紧固件(比如图2和图3中的紧固件12)穿过的多个孔94。然而，不同于密封板5，密封板9还包括延伸穿过闭合路径92的进入端口 91，从而提供了将孔口 90连接至端口连接器93的通道，该端口连接器位于闭合路径92的向外朝向表面95上。如下面将要更详细描述的那样，进入端口 91构造为将端口连接器93流体地连接至存在于隔膜的护罩6与衬里4之间的填隙空位。尽管端口连接器93在图9C示出为包括单独的且可拆卸的部件，但是应当理解，在本发明的一些实施例中，端口连接器可以包括完全不同的结构或布置，包括但不限于，有螺纹的或没有螺纹的孔、活门或插孔，它们可以从闭合路径92的向外朝向表面95上突出或者也可以不突出，并且它们可以永久地附接在向外朝向表面95上或者也可以不永久地附接。然而，在优选的实施例中，端口连接器95包括包含在闭合路径92内或附接在闭合路径92上的标准连接器，这就允许快速且容易地附接、 连接或插入(即“迅速”就位)与裂口检测器比如压力传感器的接口(未示出)。甚至更加优选地，端口连接器93构造为在与裂口检测器的接口不附接或使用时保持关闭和密封，并且当附接或使用与裂口检测器的接口时自动地打开。适当的端口连接器的非限制性例子包括例如，Swagelok (QC系列、QM系列以及QTM系列)快速连接器。(WWW. swage I ok. com)图10表示根据本发明一个实施例的通过示例示出具有泄漏检测能力的隔膜阀的剖视图。如图10所示，隔膜阀100包括阀帽组件2、阀体8、具有外围护罩区域30的护罩6、 具有外围衬里区域40的衬里4、具有由闭合路径92确定界线的孔口 90的密封板9、以及一个或多个紧固件(图10中未示出)，用于将护罩6、衬里4及密封板9固定在阀帽组件2与阀体8之间。密封板9的闭合路径92位于护罩6的外围护罩区域62与衬里4的外围衬里区域42之间。位于衬里4、闭合路径92及护罩6之间并被它们限制的大致封闭的填隙空位 96限定了流体的体积(为了易于理解，图10中未示出所限定的流体)。进入端口 91延伸穿过密封板9的闭合路径92，以将大致封闭的填隙空位96流体地联接至端口连接器93，端口连接器93位于闭合路径92的向外朝向表面上。在该实施例中，端口连接器93构造为提供与可选裂口检测器(图10中未示出) 的接口，该裂口检测器可以被附接以检测与被大致封闭的填隙空位96限定的流体相关联的一个或多个属性的偏差，比如压力、体积、湿度或质量的偏差。特别是，插设在外围衬里区域42与外围护罩区域62之间的闭合路径92的位置防止了外围护罩区域62 (和其上的任意周边密封边缘)向里变形到周边衬里区域42中。图11表示图10中的隔膜阀100的另一个剖视图。然而，在图11中可以看到，在护罩6中有破裂处，其允许工艺流体F进入并穿过该破裂处并且渗入由衬里4的周边衬里区域42、护罩6的周边护罩区域62及密封板9的闭合路径92限制的大致封闭的填隙空位96中。因为大致封闭的填隙空位96经由进入端口 91流体地连接于端口连接器93，所以进入到大致封闭的填隙空位96中的工艺流体F将经由端口连接器93从隔膜阀100流出，和/ 或迫使限定在填隙空位96中的至少一些体积的流体在发生破裂之前经由进入端口 91和端口连接器93从隔膜阀100流出。在任一种情况下，进入大致封闭的填隙空位96中的工艺流体F将导致填隙空位96中的压力和体积的偏差。如果包括例如压力传感器、压力开关、 压力传送器或者体积式流量传感器的裂口检测器(图11中未示出)被附接到端口连接器 93上并且被正确地校准以检测该压力或体积的偏差，则表示已经发生了裂口的信号将被发送至操作人、警报设备或者数据通信网络。本发明的实施例中的适于用作裂口检测器的压力传感器包括例如 Rosemount 3051C,可以从位于 Chanhassen, MN, USA 的 Emerson Process Management (www. emersonprocess. com)的 Rosemount Measurement Division 获得。图12A和图12B表示根据本发明某些实施例的密封板9以及能够被附接在密封板 9上的电子裂口检测器98的视图。如图12A所示，电子裂口检测器98被附接在端口连接器 93上，该端口连接器位于密封板9的闭合路径92的向外朝向表面上。如图12B最佳所示， 密封板9的闭合路径92确定了孔口 90的界线。当组装衬里4、密封板9及护罩6 (如图7A 和图7B所示)并且将它们固定在阀帽组件与阀体之间(如图10和图11所示)时，衬里4 和护罩6的中心区域定位成随着阀交替地打开和关闭而穿过孔口 90的平面来回弯曲(见图7C所示)。闭合路径92还包括多个孔94以容纳紧固件。闭合路径92还包括进入端口 91,该进入端口 91从孔口 90延伸到端口连接器93，并将位于衬里4与护罩6之间的空位流体地联接至裂口检测器98。图12B提供了与密封板9的闭合路径92上的端口连接器93连接的示例性电子裂口检测器98的更多细节。如图12B所示，电子裂口检测器98通常包括开关S，其由大致封闭空间中的负或正压力偏差激活，该大致封闭空间由进入端口 91、密封板9的闭合路径92、 衬里4及护罩6限定。开关S电子地联接至视觉警报器Al比如闪光灯和/或听觉警报器 A2比如汽笛，两者都构造为当检测到压力偏差时激活。如图12B所示电源B比如电池可以被检测器98包含，或者电源可以处于检测器外部的位置。信号回路或发信号设备G与外部控制系统通信，比如数据通信网络或者控制面板(未示出)。当护罩6或衬里4发生裂口或破裂时，填隙空位中的压力变化使得压力开关S闭合电路，这就激活了由电源B供电的本地警报器Al和A2。如果启用外部信号回路或发信号设备G，则表示裂口已经发生的信号被传输到外部控制系统或者面板，用于传递至处理管理者、操作者或者维护技术工人。特别是，进入端口 91可以被放置在闭合路径92中的将允许进入端口 91与闭合路径92的向外朝向表面和孔口 90都相交的任何位置或角度。因此不要求进入端口 91位于穿过孔口 90的中心的线上或与之平行，如果这样的中心存在的话。而且，也不要求进入端口包括穿过闭合路径92的大致线性的结构。换句话说，用作进入端口的管道或通道可以绕着或穿过闭合路径92转弯、螺旋、成角度或弯曲。还可以预期在某些情况下，可能需要或期望在同一阀中采用多个进入端口和/或多个端口连接器。对于进入端口和/或闭合路径的这种替代构造并不被认为处在本发明所要求保护的范围之外。在上面所讨论的视图和附图中，本发明的实施例被示出并描述为使用手动机构 (即联接于转动手柄26的阀杆组件24)来致动压缩器以打开或关闭阀。然而应当注意到，本发明的实施例可以有益地使用和应用在压缩器由自动装置比如气动或液压致动器致动的隔膜阀中。图13表示根据本发明的另一个实施例而构成的气动-致动隔膜阀200。如图13所示，气动-致动隔膜阀200包括衬里4、密封板9及护罩6，它们都通过紧固件12固定在阀帽组件3与阀体8之间。阀帽组件3联接到气动导管105，该气动导管对阀帽组件3 内部的致动器提供空气压力。比衬里4更刚硬并且优选地比护罩6也更刚硬的密封板9位于衬里4与护罩6之间，以防止由于扭转(或者过度扭转)紧固件12而导致护罩6的任何一部分向里变形进入衬里4中。尽管在图13中不可见，但是位于衬里4与护罩6之间的大致封闭的填隙空位通过进入端口(也未示出)流体地联接至端口连接器93，该端口连接器93位于密封板9的向外朝向表面上，所述进入端口从端口连接器93穿过密封板9延伸到大致封闭的填隙空位。检测器98 (在上面参考图12B已经更详细地描述过)经由接口线101被附接到端口连接器93上。然后检测器98根据本领域公知的方法被联接到如图所示的数据通信网络中的计算机系统103，以使得能够将由检测器98产生的信号和警报传递至操作人和连接到数据通信网络的其它设备，比如服务器、控制面板、便携式电脑、手持电脑、打印机以及电话系统。根据本发明的隔膜阀的各部分的制作材料的选择可以基于它们的关于这些部分所处的工艺条件(化学曝露、操作温度、操作压力)的性能等级。用来制作阀体和阀帽组件的材料的代表性示例包括但不限于不锈钢，比如304L、306L、316L以及AL6XN(含量为24% 的镍和6.3%钥)、以及金属，比如Hastelloy C-22 (镍铬与钥的合金)及钛。尽管上面已经以一定的具体程度公开了本发明的示例性实施例、使用和优点，但是对于本领域技术人员明显的是，在考虑本说明书和本文所公开的本发明的实践时，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以做出变更和修改，它们旨在仅由所附权利要求及其等同物限制。
权利要求
1.一种隔膜阀，包括阀帽组件；阀体；具有外围护罩区域的护罩；具有外围衬里区域的衬里；包括由闭合路径确定界线的孔口的密封板；以及一个或多个紧固件，用于将护罩、衬里及密封板固定在阀帽组件与阀体之间，以使密封板的闭合路径位于外围护罩区域与外围衬里区域之间；由此，尽管由于操作所述一个或多个紧固件而在外围护罩区域上施加了压缩力，密封板的闭合路径也防止外围护罩区域变形进入外围衬里区域中。
2.如权利要求I所述的隔膜阀，其中外围护罩区域包括凸起的周边密封边缘；以及尽管由于操作所述一个或多个紧固件而在周边密封边缘上施加了压缩力，密封板的闭合路径也进一步防止外围护罩区域上的凸起的周边密封边缘变形进入外围衬里区域中。
3.如权利要求I所述的隔膜阀，其中所述密封板的闭合路径具有比外围衬里区域的刚性更大的刚性。
4.如权利要求I所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径具有比外围护罩区域的刚性更大的刚性。
5.如权利要求I所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径具有比外围衬里区域和外围护罩区域的刚性都更大的刚性。
6.如权利要求I所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括位于护罩与衬里之间的大致封闭的填隙空位；位于大致封闭的填隙空位内的流体；位于密封板的闭合路径的向外朝向表面上的端口连接器；以及穿过密封板的闭合路径以将大致封闭的填隙空位与所述至少一个端口连接器流体地联接的进入端口；其中所述端口连接器构造为对裂口检测器提供接口，该裂口检测器将检测与处于大致封闭的填隙空位内的流体相关联的属性的偏差。
7.如权利要求6所述的隔膜阀，其中所述属性是流体压力；并且裂口检测器包括压力传感器、压力变换器或压力传送器中的至少一个。
8.如权利要求6所述的隔膜阀，其中所述属性是流体体积；并且裂口检测器包括体积式流量传感器。
9.如权利要求6所述的隔膜阀，其中所述属性是流体水分含量；并且裂口检测器是湿度检测器。
10.如权利要求6所述的隔膜阀，其中所述属性是流体质量。
11.如权利要求6所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括裂口检测器。
12.如权利要求11所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括联接至裂口检测器的警报系统，其构造为响应于由压力传感器检测到压力偏差而提供视觉或听觉警报。
13.如权利要求11所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括联接至裂口检测器的数据通信网络，其构造为响应于由裂口检测器检测到压力偏差而产生警报。
14.如权利要求13所述的隔膜阀，其中裂口检测器包括机械开关、液压开关、电子开关及气动开关中的至少一个。
15.如权利要求6所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径还包括穿过该闭合路径以将大致封闭的填隙空位与所述端口连接器流体地联接的多个进入端口。
16.如权利要求15所述的隔膜阀，其中所述密封板的闭合路径还包括位于一个或多个向外朝向表面上的多个端口连接器；以及分别连接到多个端口连接器的多个进入端口。
17.如权利要求I所述的隔膜阀，其中衬里由弹性体制成。
18.如权利要求I所述的隔膜阀，其中护罩由聚合物制成。
19.如权利要求I所述的隔膜阀，其中护罩由从由以下材料构成的组中选择的材料制成天然橡胶、氯丁二烯橡胶(2-氯-1，3- 丁二烯)、HYPALON (氯磺化聚乙烯)、 EPDM(三元乙丙橡胶)、EPM(乙丙橡胶)、硅树脂、TEFLON (聚四氟乙烯)以及丁基橡胶。
20.如权利要求I所述的隔膜阀，其中衬里由从由以下材料构成的组中选择的材料制成橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)和六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物。
21.如权利要求I所述的隔膜阀，其中衬里由三元乙丙橡胶(EPDM)制成并且护罩由聚四氟乙烯(PTFE)制成。
22.一种隔膜阀，包括阀帽组件；阀体；具有外围护罩区域的护罩；具有外围衬里区域的衬里；包括由闭合路径确定界线的孔口的密封板；一个或多个紧固件，用于将护罩、衬里及密封板固定在阀帽组件与阀体之间，以使密封板的闭合路径位于外围护罩区域与外围衬里区域之间；位于护罩与衬里之间的大致封闭的填隙空位；位于密封板的闭合路径的向外朝向表面上的端口连接器；以及进入端口，穿过密封板的闭合路径，构造为将大致封闭的填隙空位与所述端口连接器流体地联接；其中所述端口连接器构造为对将检测护罩中的裂口的裂口检测器提供接口。
23.如权利要求22所述的隔膜阀，其中裂口检测器将检测大致封闭的填隙空位中的压力偏差。
24.如权利要求22所述的隔膜阀，其中大致封闭的填隙空位限定流体的体积；并且裂口检测器将检测由大致封闭的填隙空位所限定的流体的体积的变化。
25.如权利要求22所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径构造为尽管由于操作所述一个或多个紧固件而在外围护罩区域上施加了压缩力也防止外围护罩区域穿透外围衬里区域。
26.如权利要求25所述的隔膜阀，其中外围护罩区域包括凸起的周边密封边缘；并且密封板的闭合路径构造为尽管由于操作所述一个或多个紧固件而在周边密封边缘上施加了压缩力也防止凸起的周边密封边缘向里变形进入衬里的外围衬里区域中。
27.如权利要求25所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径具有比衬里的外围衬里区域的刚性更大的刚性。
28.如权利要求25所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径具有比外围护罩区域的刚性更大的刚性。
29.如权利要求25所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径具有比衬里的外围衬里区域和外围护罩区域的刚性都更大的刚性。
30.如权利要求22所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括裂口检测器。
31.如权利要求30所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括附接于裂口检测器的警报系统，其构造为响应于由裂口检测器检测到裂口而提供视觉或听觉警报。
32.如权利要求30所述的隔膜阀，该隔膜阀还包括联接于裂口检测器的数据通信网络，其构造为响应于由裂口检测器检测到裂口而产生警报。
33.如权利要求30所述的隔膜阀，其中裂口检测器包括压力传感器、压力变换器、压力传送器、体积式流量传感器、湿度检测器、机械开关、液压开关、电子开关及气动开关的至少一个。
34.如权利要求22所述的隔膜阀，其中密封板的闭合路径还包括穿过该闭合路径以将大致封闭的填隙空位与所述端口连接器流体地联接的多个进入端口。
35.如权利要求34所述的隔膜阀，其中所述密封板的闭合路径还包括位于一个或多个向外朝向表面上的多个端口连接器；以及分别连接到多个端口连接器的多个进入端口。
36.如权利要求22所述的隔膜阀，其中衬里由弹性体制成。
37.如权利要求22所述的隔膜阀，其中护罩由聚合物制成。
38.如权利要求22所述的隔膜阀，其中护罩由从由以下材料构成的组中选择的材料制成天然橡胶、氯丁二烯橡胶(2-氯-l，3-丁二烯)、hypalon (氯磺化聚乙烯)、 EPDM(三元乙丙橡胶)、EPM(乙丙橡胶)、硅树脂、TEFLON (聚四氟乙烯)以及丁基橡胶。
39.如权利要求22所述的隔膜阀，其中衬里由从由以下材料构成的组中选择的材料制成橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)和六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物。
40.如权利要求22所述的隔膜阀，其中衬里由三元乙丙橡胶(EPDM)制成并且护罩由聚四氟乙烯制成。
41.一种隔膜阀,包括主体；具有第一侧面和第二侧面的柔性隔膜，柔性隔膜包括中心部分和包围所述中心部分的外围部分，并且柔性隔膜的第一侧面具有在外围部分上连续地延伸的凸起的密封边缘，其中隔膜的第一侧面与主体接触；刚性密封板，具有第一侧面和第二侧面以及中心孔口，其中所述中心孔口适于允许所述柔性隔膜的中心部分弯曲穿过所述刚性密封板的平面，所述柔性隔膜的所述第二侧面与刚性密封板的第一侧面接触；衬垫，具有第一侧面和第二侧面，其中衬垫的第一侧面与刚性密封板的第二侧面接触；以及阀帽组件，所述阀帽组件容纳压缩器和阀杆组件，其中所述衬垫的第二侧面与阀帽组件接触；其中，所述柔性隔膜的所述外围部分、所述密封板以及所述衬垫适于定位在所述主体与所述阀帽组件之间，并且能够响应于由所述压缩器和阀杆组件提供的致动力来操作柔性隔膜。
全文摘要
本发明涉及一种具有内部泄漏检测和改进的外部泄漏密封性能的隔膜阀。在包括具有护罩和衬里的隔膜的隔膜阀中，尽管由于拧紧紧固件而产生了压缩力，但插设在护罩与衬里之间的刚性密封板也防止护罩的外围区域冷变形进入衬里中，所述紧固件将隔膜固定到阀的阀帽组件和阀体上。穿过密封板的进入端口在位于护罩与衬里之间的空位与裂口检测器之间提供了接口。裂口检测器构造为检测处在空位中的流体的压力、体积、湿度或质量的偏差，并且偏差表明在护罩或衬里中是否有破裂。裂口检测器能够被连接到警报设备或发信号系统，以对阀的操作者、处理控制面板或数据通信网络提供警告和警报。
文档编号F16K7/12GK102597585SQ201080033432
公开日2012年7月18日 申请日期2010年7月25日 优先权日2009年7月27日
发明者D·I·里德, G·C·施夫莱特, J·T·萨利文 申请人:默沙东公司