专利名称：双隔膜阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及阀领域，并且更特别地涉及隔膜阀。2.
背景技术：
阀被用于各种应用。一种类型的阀是隔膜阀，其通过隔膜的移动以阻塞一个端口或多个端口来调节流体流动。隔膜阀可以独立于流动的方向控制流体流动。隔膜可以通过螺线管来致动，其中螺线管可以通过电力通电以及电控制以快速和可靠地致动阀。螺线管致动的阀被广泛地应用于偏远区域、恶劣地环境和危险场所，原因在于其能被自动地操作。因此，其能在许多产业中被用于广泛范围的应用中用于控制流体的流动，包括液体和气体。图I示出了在授于Holtermann的美国专利4，994，487中公开的现有技术的隔膜阀。现有技术的隔膜阀包括构造用于接触和密封靠在阀座3上的柱塞2。端口 6和7设置在阀座3的各侧上。柱塞2被致动以利用弹性隔膜5部分地或完全地打开或关闭孔4，由此控制端口 6和7之间的流体流动。通过柱塞2和隔膜5的移动打开或关闭孔4，其中柱塞2和隔膜5移向阀座3或移动远离阀座3。当螺线管9没有被通电时，弹簧8将柱塞2保持至右侧，随后当柱塞2和隔膜5接触阀座3时堵塞端口 6和7之间的流体通道。相反，当阀的螺线管9被通电时，柱塞2被拉至图中的左侧，靠在弹簧8上并远离阀座3，从而打开端口 6至端口 7。在该现有技术的阀中，端口 6和7直接穿过至阀座3，由此需要阀座3具有一定的表面面积以满足特定流速的需要。因为现有技术的端口 6和7直接穿过阀座3形成，所以现有技术的阀的截面面积必须足够大以适应所需的流速。结果，现有技术的阀座的截面面积A不仅决定隔膜5的尺寸还决定推动现有技术的隔膜5靠在阀座3上的所需的作用力F，原因在于作用力F=PXA,其中P为阀室内部的流体压力。因此，需要较大的螺线管功率以用于向隔膜5施加较大的作用力F。
发明内容
在本发明的一些方面中，双隔膜阀包括
延伸在第一密封表面和第二密封表面之间的阀孔，其中至少双隔膜阀的第一端口和第二端口通过第一密封表面和第二密封表面与阀孔流体连通；
基本设置在第一密封表面处的第一隔膜；
基本设置在第二密封表面处的第二隔膜；以及
阀柱塞，构造成基本上在阀孔内往复移动，其中第一隔膜构造成当阀柱塞移向第二密封表面时基本上密封第一密封表面，并且其中第二隔膜构造成当阀柱塞移向第一密封表面时基本上密封第二密封表面。优选地，第一端口包括常开端口并且第二端口包括常闭端口。优选地，双隔膜阀进一步包括与阀孔流体连通的公共端口，其中流体在公共端口与第一端口或第二端口中的一个之间流动。优选地，阀柱塞形成的长度使得阀柱塞保持成基本邻接但基本上不粘附地与第一隔膜和第二隔膜接触。
优选地，阀柱塞具有基本上小于阀孔截面的截面。优选地，阀柱塞具有允许流体沿阀柱塞基本上纵向流动的截面形状。优选地，双隔膜阀进一步包括设置在第一端口和第一密封表面之间并且与第一端口和第一密封表面连通的第一内凹槽；以及设置在第二端口和第二密封表面之间并且与第二端口和第二密封表面连通的第二内凹槽，其中第一和第二内凹槽基本上围绕第一和第二密封表面设置，并且其中第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。优选地，第一和第二凹槽包括基本上环形的凹槽。优选地，第一和第二端口进一步包括与第一和第二内凹槽贯穿并在其间形成流体连通的第一和第二连接通道。优选地，第一和第二密封表面被成形为基本上平稳地弓I导阀孔与第一和第二内凹槽之间的流体流动。优选地，双隔膜阀进一步包括构造用于产生第一作用力Fl的第一弹簧，设置在第一弹簧和第一隔膜之间的推动件，其中当阀柱塞在第一作用力Fl的作用下向第二密封表面移动时，第一弹簧和推动件将第一隔膜压靠在第一密封表面上，构造用于产生第二作用力F2的第二弹簧，设置在第二隔膜和第二弹簧之间并且与阀柱塞相对的电枢，其中第二隔膜置于电枢和阀柱塞之间，其中当阀柱塞在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面时,第二弹簧和电枢将第二隔膜压在第二密封表面上，以及构造成致动电枢的螺线管，其中当螺线管被通电时，电枢基本上克服第二弹簧并且基本上与第一弹簧一起移动，其中螺线管将阀柱塞移向第二隔膜，从而基本上不堵塞第二端口但基本上堵塞第一端口，并且其中当螺线管不通电时，来自第二弹簧的第二作用力推动电枢和阀柱塞以克服第一弹簧的第一作用力，由此不密封第一密封表面。在本发明的一些方面，双隔膜阀，包括
在第一密封表面和第二密封表面之间延伸的阀孔，双隔膜阀的至少第一端口和第二端口通过第一密封表面和第二密封表面与阀孔流体连通；
基本上设置在第一密封表面处的第一隔膜；
基本上设置在第二密封表面处的第二隔膜；
构造成基本上在阀孔内往复移动的阀柱塞，其中当阀柱塞移向第二密封表面时第一隔膜被构造用于基本上密封第一密封表面，并且当阀柱塞移向第一密封表面时第二隔膜被构造用于基本上密封第二密封表面；
设置在第一端口和第一密封表面之间并且与第一端口和第一密封表面连通的第一内凹槽；以及
设置在第二端口和第二密封表面之间并且与第二端口和第二密封表面连通的第二内凹槽，其中第一和第二内凹槽基本上围绕第一和第二密封表面设置，并且第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。优选地，第一端口包括常开端口，并且第二端口包括常闭端口。优选地，双隔膜阀进一步包括与阀孔流体连通的公共端口，其中流体在公共端口与第一或第二端口中的一个之间流动，从而通过第一和第二凹槽。优选地，阀柱塞的长度被形成以使阀柱塞保持为基本邻接但基本不粘附地与第一和第二隔膜接触。优选地，阀柱塞具有基本上小于阀孔截面的截面。优选地，阀柱塞具有允许流体基本上沿阀柱塞纵向流动的截面形状。优选地，第一和第二内凹槽包括基本上环形的凹槽。优选地，第一和第二端口进一步包括与第一和第二内凹槽贯通并且在其间形成流体连通的第一和第二连接通道。优选地，第一和第二密封表面被成形用于基本上平稳地在阀孔与第一和第二内凹槽之间引导流体流动。优选地，双隔膜阀进一步包括构造用于产生第一作用力Fl的第一弹簧，位于第一弹簧和第一隔膜之间的推动件，当阀柱塞在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面时第一弹簧和推动件将第一隔膜压靠在第一密封表面上，构造用于产生第二作用力F2的第二弹簧，位于第二隔膜和第二弹簧之间并与阀柱塞相对的电枢，第二隔膜置于电枢和阀柱塞之间，当阀柱塞在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面时第二弹簧和电枢将第二隔膜压靠在第二密封表面上，以及构造用于致动电枢的螺线管，其中当螺线管被通电时，电枢基本上克服第二弹簧并基本上与第一弹簧一起移动，其中螺线管将阀柱塞移向第二隔膜，从而基本上不堵塞第二端口但基本上堵塞第一端口，并且其中当螺线管不被通电时，来自第二弹簧的第二作用力推动电枢和阀柱塞以克服第一弹簧的第一作用力，由此不密封第一密封表面。在本发明的一些方面中，形成双隔膜阀的方法包括
提供在第一密封表面和第二密封表面之间延伸的阀孔，其中双隔膜的至少第一端口和第二端口通过第一密封表面和第二密封表面与阀孔流体连通；
提供基本上设置在第一密封表面处的第一隔膜；
提供基本上设置在第二密封表面处的第二隔膜；以及
提供构造成在阀孔内基本上往复移动的阀柱塞，其中第一隔膜被构造用于在阀柱塞向第二密封表面移动时基本上密封第一密封表面，并且其中第二隔膜构造用于在阀柱塞向第一密封表面移动时基本上密封第二密封表面。优选地,方法进一步包括提供设置在第一端口和第一密封表面之间并且与第一端口和第一密封表面连通的第一内凹槽，以及提供设置在第二端口和第二密封表面之间并且与第二端口和第二密封表面连通的第二内凹槽，其中第一和第二内凹槽基本上围绕第一和第二密封表面设置。优选地，第一和第二内凹槽包括基本环形的凹槽。优选地，第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。优选地，方法进一步包括将第一和第二端口形成到双隔膜阀的阀体内并且形成为与第一和第二内凹槽流体连通，其中第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。优选地，方法进一步包括提供与第一和第二内凹槽贯通并提供第一和第二端口与第一和第二内凹槽之间流体连通的第一和第二连接通道。优选地，方法进一步包括将第一和第二连接通道形成到双隔膜阀的阀体内并形成为与第一和第二内凹槽流体连通，其中第一和第二连接通道与第一和第二内凹槽贯通。优选地，方法进一步包括将第一和第二密封表面成形为能基本平稳地在阀孔与第一和第二内凹槽之间引导流体流动。
在所有图中相同的参考标号表示相同的元件。应当理解附图不必是成比例的。
图I示出了现有技术的隔膜阀。
图2是根据本发明的实施例的双隔膜阀的透视图。
图3是根据本发明的实施例的双隔膜阀的分解图。
图4是根据本发明的实施例的双隔膜阀的截面图AA。
图5是示出了双隔膜阀处于基本上未致动模式的截面图，其中螺线管未通电。
图6是示出了双隔膜阀处于基本上致动构造的截面图，其中螺线管被通电。
图7示出了根据本发明的实施例的双隔膜阀的阀柱塞。
图8示出了根据本发明的实施例的双隔膜阀的局部剖开的透视图。
图9示出了根据本明的阀柱塞。
具体实施例方式图2-9以及下面的描述描绘了特定示例以教导本领域的技术人员如何制作和使用本发明的最佳模式。为了教导发明原理，一些常规方法已被简化或省略。本领域的技术人员可以理解由这些示例得到的变形都落入本发明的范围。本领域的技术人员可以理解下面描述的特征可以以不同的方式组合以形成本发明的多个变形。因此，本发明并不限于下面所述的特定示例，而仅由权利要求及其等价物限定。图2是根据本发明的实施例的双隔膜阀100的透视图。双隔膜阀100包括螺线管102和阀104。螺线管102包括线圈壳10和电线15。螺线管102可以通过电线15通电。螺线管102的附加部件在图3-7中示出并且在下面进行讨论。阀104包括阀体11和端盖12。阀体11包括至少第一端口 36和第二端口 38。应理解的是在一些实施例中阀体11可以包括另外的端口，例如公共端口 42 (未不出)。第一端口 36和第二端口 38开向双隔膜阀100的外部并且能接收任何形式的引导流体的导管或与其匹配。一些实施例中的阀104包括两个端口的单向阀，其中第一端口 36和第二端口 38之间的通道可以被选择性地堵塞和不堵塞。一些实施例中的阀104包括三端口的两通阀，其中第一端口 36或第二端口 38的一个或另一个通过阀机构连接至公共端口 42。端盖12包括用于插入/操作包括第一弹簧22的阀部件的弹簧孔45。端盖12进一步包括一个或多个紧固件孔28和一个或多个相应的紧固件29。一个或多个紧固件29可以将阀体11固定(或可拆卸地固定)至端盖12。双隔膜阀100可以基本是圆柱形的，如图所示。但是，应理解的是双隔膜阀100可以是其他的形状。双隔膜阀100是紧凑的并且是小型的。图3是根据本发明实施例的双隔膜阀100的分解图。螺线管102包括线圈壳10、线轴21和缠绕在线轴21上的线圈20、将线轴21和线圈20固定在线圈壳10内的线轴固定器59、位于螺线管102内的第二弹簧34和第二弹簧固定器41。在优选的实施例中，螺线管线圈20包括铜线圈并且在一些实施例中线轴21包括塑料。第二弹簧固定器41固定至线圈壳10内的孔43 (见图4)并且将第二弹簧34固定至螺线管102内。螺线管102进一步包括至少部分地位于螺线管102内的电枢32。电枢32在线圈102被通电时克服由第二弹簧34产生的第二作用力F2被拉入线圈20内。因此，线圈20在通电时将电枢32拉至图中的右侧。当线圈20未被通电时，那么第二弹簧34将向左侧推动电枢32。电枢32的部分通过电枢盘50。电枢盘50可以由磁性材料或磁响应材料构成，其中电枢盘50在螺线管102被通电时被拉至图中的右侧。电枢32可以同样由磁性材料或磁响应材料构成并包括由电枢盘50接触的凸纹33，其中作用在电枢盘50的磁力通过凸纹33被传递至电枢32。盘固定器51进一步附接至电枢32并且将电枢盘50基本保持靠在凸纹33上。线圈壳10、阀体11和端盖12—起限定了中心纵向轴线L。线圈壳10、阀体11和端盖12都沿轴线L设置并因此是基本上共轴的。在优选的实施例中，阀体11由例如聚醚醚酮(PEEK)或者KEL-F的聚合体构成。端盖12可以由铝制成。但是可以预想其他材料并且在说明书和权利要求的范围之内。阀体11包括阀孔40、第一端口 36和第二端口 38以及公共端口 42。阀柱塞24位于阀孔40内并且可以在阀孔40内基本上往复移动。第一隔膜47在阀孔40内邻接端盖12定位(图不必以最终组装顺序示出部件，见图4-6)。推动件27接触第一隔膜47并且能移动第一隔膜47 (与阀柱塞24协力)。隔膜保持件58接收电枢32的一部分，其中电枢32和隔膜保持件58将第二隔膜49保持在阀孔40的相对端处。阀体11可以进一步包括一个或多个紧固件接收孔26。端盖12包括弹簧孔45和对应于阀体11的一个或多个紧固件接收孔26的一个或多个紧固件孔28。紧固件29可以穿过紧固件孔28并接合阀体11的紧固件接收孔26，由此将端盖12固定至阀体11。而且，端盖12包括与第一弹簧22和第一弹簧固定器23 —起位于弹簧孔45内的推动件27。第一弹簧固定器23固定至端盖12并且在一些实施例中将弟一弹黃22和推动件27保持在弹黃孔45内。在优选实施例中，隔膜47和49优选地由弹性和挠性材料构成，例如EPDM(三元乙丙橡胶)，氟橡胶弹性体或全氟化橡胶。阀柱塞24可以由聚合体构成，例如聚醚醚酮(PEEK)或Kel-F。在优选的实施例中，第一弹簧22、第二弹簧34和电枢32由不锈钢构成。线圈壳13和电枢盘50优选地由磁性的不锈钢构成，例如430FR。但是，可以预想其他材料用于双隔膜阀100的部件并且在本说明书和权利要求的范围之内。图4是根据本发明的实施例的双隔膜100的截面图AA。在该图中将第一端口 36和第二端口 38示出为在以45度和180度之间的角位移隔开的某处。这应被理解为仅是一个实施例。第二端口 38可以相对于第一端口 36以任意角位置隔开(见图8)。截面不必是平面的，并且根据各部件的取向可以包括两个截面表面。此外，该图示出了各移动中的阀部件的设置和相互作用。端盖12保持并基本封装第一弹簧22和推动件27，从而将第一隔膜47限制靠在阀体11的第一密封面37上。第一密封面37接收第一隔膜47的周边部分并且第二密封面39接收第二隔膜49的周边部分。第一弹簧22沿轴线L邻接推动件27设置并对推动件27产生第一作用力F1。电枢32和隔膜保持件58 —起将第二隔膜49限制在阀体11的第二密封面39上。第二密封面39在阀孔40内基本上与位于阀柱塞24相对端的第一密封面37相对。电枢32延伸通过线圈壳10、电枢盘50和隔膜保持件58。在线圈20被通过和断电时，电枢32、电枢盘50和隔膜保持件58可以基本上往复地移动(见图5-6)。但是，移动也可以被第一弹簧22和第二弹簧34抑制。由于产生的第一作用力Fl第一弹簧22将电枢32推至图中的右侧。但是，由于产生的第一作用力F2第二弹簧34将电枢32推至左侧。由第一弹簧22产生的第一作用力Fl和由第二弹簧34产生的第二作用力F2优选地都是线性方式。也就是说，第一作用力Fl和第二作用力F2随着弹簧被压缩与弹簧的长度变化成比例。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被设置以使当螺线管102被能电时第一端口 36和第一隔膜47基本上是打开的，而第二隔膜49不打开。因此，当螺线管102处于未通电状态时作用力Fl和F2可以基本上是平衡的。图示出了开向双隔膜阀100的外部的第一端口 36和第二端口 38。阀体11包括将第一端口 36连通至阀孔40的第一连接通道61。同样地，第二连接通道63将第二端口 38连通至阀孔40。公共端口 42 (虚线)直接连通在阀孔40和双隔膜阀100的外部例如至任何方式的导管等之间。在一些实施例中公共端口 42在阀柱塞24的大约颈部区域116处开向阀孔40 (见图7)。颈部区域116允许更大的流体流量通过阀孔。颈部区域116还可以减少瑞流和相关的流体阻力。在一个实施例中的第一端口 36具有基本上圆形截面并且第一连接通道61同样具有基本圆形截面。但是，可以采用任何需要的截面形状。如图所示，在一些实施例中，第一端口 36的主要尺寸(例如像直径)大于第一连接通道61的主要尺寸。这可以被实现以接收和/或容纳任何形式外部配件或连接器。对于第二端口 38和第二连接通道63也可以是这种情况。本领域的技术人员会意识到第一端口 36和第二端口 38可以具有相同或不同的尺寸以及第一连接通道61和第二连接通道63也可以具有相同或不同的尺寸。阀孔40穿过阀体11从第一端口 36延伸至第二端口 38并且与端口 36和38流体连通。公共端口 42与阀孔40流体连通并延伸至双隔膜阀100的外部。因此从公共端口 42进入阀100的流体根据阀100的致动状态可以选择性地从第一端口 36或第二端口 38分配。相反地，第一端口 36和第二端口 38之一可以被选择作为入口，并且进入选择的入口的流体可以从公共端口 42输出。阀体11可以进一步包括内凹槽44和46。在一些实施例中内凹槽44和46包括环形凹槽。但是，内凹槽44和46可以包括其他形状和构造。内凹槽44和46分别连通在第一和第二连接通道61与阀孔40之间。流体可以通过内凹槽44和46在公共端口 42与第一端口 36和第二端口 38之间流动。第一连接通道61和第二连接通道63将第一端口 36和第二端口 38连接至第一内凹槽44和第二内凹槽46。在一些实施例中，第一连接通道61和第二连接通道63例如通过以某方式的钻孔或开孔从第一端口 36和第二端口 38直接形成至或开至第一内凹槽44和第二内凹槽46。但是，第一连接通道61和第二连接通道63可以以其它方式形成。阀柱塞24在阀孔40内设置在第一隔膜47和第二隔膜49之间。在优选实施例中，阀柱塞24的长度被选择使得阀柱塞24保持为在其向内的侧面即面向公共端口 42的侧面邻接地(但不粘附地)与第一隔膜47和第二隔膜49接触。第一隔膜47的向外侧面与推动件27接触，推动件被第一弹簧22偏压。第二隔膜49的向外侧面与电枢32接触，电枢被第二弹簧34偏压。第一端口 36与围绕阀孔40的第一密封面37流体连通，并且第二端口 38与围绕阀孔40的第二密封面39流体连通。第一密封面37被构造用于接收第一隔膜47，并且第二密封面39被构造用于接收第二隔膜49。通过使第一端口 36和第二端口 38直接与第一环形凹槽44和第二环形凹槽46贯通和连接，与现有技术可获得的阀的隔膜相比，只需要更小的隔膜来密封第一密封表面55和第二密封表面56。结果是双隔膜阀100需要更小的强度和/或更少的用于隔膜47和49的弹性材料。更小的隔膜导致更小的致动作用力和更少的电消耗量。现有技术中具有直接在阀的表面(或阀座)包括入口和出口的阀体的阀通常需要直径至少为O. 430英寸的隔膜。在根据本明的双隔膜阀100的一个实施例中，第一隔膜47和第二隔膜49具有小于O. 430英寸的直径，并且优选大约接近O. 200英寸。在隔膜尺寸和/或隔膜面积上的这种减小导致了致动阀所需的作用力的减小。由于作用力方面的减小，阀可以大幅度减小的功率起作用。但是根据需要也可以使用更大的隔膜尺寸，并且在本说明书和权利要求的范围之内。在优选的实施例中，本发明在阀组件中的使用可以导致至少百分之四十的功率减小。功率方面的大量减小允许本发明能被用于依赖电池运行(与电力发生器相反)的便携式医疗设备，而且因此允许阀更可运输。再参照图I中的现有技术的隔膜阀，在现有技术中端口直接钻孔至阀座内。因此，在螺线管不通电时作用在弹簧8上的反向压力(即作用以打开隔膜元件的压力)通常被设定极限为压力定额的约百分之五十，这可以通过现有技术的隔膜阀来控制。在根据本发明的双隔膜阀100中，与现有技术的隔膜阀相比公共端口 42与第一端口 36和第二端口 38之间的压力更加平衡。但是本发明的实施例能够适应公共端口 42处压力约百分之七十五的反向压力。第一隔膜47或第二隔膜49通过密封在更小的面积上而实现公共端口 42的压力密封。换句话说，更小的隔膜导致更小的沿各流动方向的所需密封作用力，原因在于作用力F=PXA,如先前讨论的。隔膜直径越小，阀100可以利用相同的施加的作用力密封更大的压力。图5是示出了处于基本未致动状态的双隔膜阀100的截面视图，其中螺线管102未被通电。这也可以被称为第二端口 38的常闭状态，其中双隔膜阀100会在未电力通电时保持第一端口 36打开以及第二端口 38关闭。在所示实施例中，电枢32在来自第二弹簧34的第二作用力F2下起作用，压靠在第二隔膜49上，第二隔膜49接着压靠在第二密封表面56上并由此密封第二端口 38。第二隔膜49接触第二密封面39和密封表面55。因此，第二内凹槽46被完全密封并且没有流体进入或流出第二内凹槽46。电枢32还将阀柱塞24推向端盖12并靠在推动件27上。推动件27通过第一弹簧22的第一作用力Fl来平衡并压靠在第一隔膜47上。该平衡作用力Fl和F2允许利用更小的电力和显著减小的内部容积而在阀100内达到更大的压力。此外，当第二弹簧34克服第一弹簧22时，阀柱塞24由第二弹簧34移动以推动第一(即常开)隔膜47进入打开位置，远离第一密封表面55。相反地，第一端口 36形成打开
12状态。结果,流体可以在公共端口 42和第一端口 36之间以任意方向流动。第一密封表面55和第二密封表面56被成形以基本平稳地引导阀孔40与第一内凹槽44和第二内凹槽46之间的流体流动。密封表面可以基本上是圆的，如由第一密封表面55所不。可选地,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。可以使用至少部分圆形或至少部分有角度的密封表面，以使当流体在公共端口 42和选择的端口 36或38之间流动时减少并最小化流体中湍流。图6是示出了处于基本上致动构造的双隔膜阀100的截面视图，其中螺线管102被通电。当线圈20被通电时，阀柱塞24和电枢盘50被向线圈20拉回，从而压缩第二弹簧34并减轻第一弹簧22的压缩。电枢32的移动促使阀柱塞24也移到右侧。因而，推动件27在第一弹簧22的作用下也跟随阀柱塞24移到右侧。因此第一弹簧22将推动件27移到右侧从而密封第一(即常开)端口 36，密封地将第一隔膜47接触靠在第一密封表面55上。响应于推动件27的移动，阀柱塞24将第二(即常闭)隔膜49推向打开位置，从而不堵塞第二密封表面56。结果,第一端口 36被关闭而第二端口 38被打开。同时，电枢32和阀柱塞24的移动将第二隔膜49移动离开不与第二密封表面56密封接触，从而打开第二内凹槽46。结果，流体可以在公共端口 42和第二端口 38之间以任意方向流动。图7示出了根据本发明实施例的双隔膜阀100的阀柱塞24。阀柱塞24具有基本上小于阀孔40的截面的截面。这样的设置允许流体在阀孔40内在阀柱塞24周围流动并通过第一端口 36和第二端口 38。阀柱塞24的截面形状在图中示为基上是圆形的。但是可以理解可以预想其他截面形状并且在本说明书和权利要求的范围之内。在所示的实施例中，阀柱塞24包括基本细长的端部113和114、颈部区域116和在各端部113和114上的一个或多个支座凸起111。颈部区域116包括截面尺寸的减小部，其中颈部区域116基本上与公共端口 42对应设置。颈部区域116因此调节流入或流出公共端口 42和通过阀孔40的流体流动。颈部区域116可以进一步调节流体流动并且减少公共端口 42的区域内的湍流。在一个实施例中，一个或多个支座凸起111接触阀孔40的壁部并因此将阀柱塞24固定在基本上中心的位置。但是，阀柱塞4并不必须被定在中心。而且，一个或多个支座凸起111可以允许流体在阀柱塞24周围并通过阀孔40流动。示出了位于各端部113和114上的两个支座凸起111，但是可以理解可以采用任何数量的支座凸起111。图8示出了根据本发明的实施例的双隔膜阀100的局部剖开的透视图。阀100的大约四分之一已被去除。在该实施例中，第二端口 38位于阀100的外部上,与第一端口 36成大约45度。但是，如前所述，两个端口可以以任何所需的间隔角度定位。此外，图还示出了端口的相对位置可以交换或移动。图9示出了根据本发明的阀柱塞24。在该实施例中，阀柱塞24包括基本细长的端部113和114以及颈部区域116。但是，代替凸起111，在该实施例中端部113和114具有基本上方形截面。该截面可以由斜面909修正。因此，流体可以沿阀柱塞24并沿端部113和114在平坦表面的区域基本纵向地流动。可以理解方形截面仅是一种可能性。可选地，端部可以被成形为其他非圆形截面。上述实施例的详细说明是本发明人在本发明的范围内预想的所有实施例中非穷尽的描述。实际上，本领域的技术人员可以意识到上述实施例的某些元件可以以不同的方式被组合或除去以形成另外的实施例，并且这些另外的实施例落入本发明的范围和教导。而且对于本领域的技术人员还显而易见的是上述实施例可以整体或部分地组合以形成本发明范围和教导之内的另外的实施例。因此，尽管本文用于说明目的而描述了本发明的用于示例的特定实施例，但是如本领域的技术人员可以意识到的，在本发明的范围之内的各等价的变形都是可能的。因此，本发明的范围应由下面的权利要求确定。
权利要求
1.一种双隔膜阀(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之间延伸的阀孔(40)，双隔膜阀(100)的至少第一端口(36)和第二端口(38)通过第一密封表面(55)和第二密封表面(56)与阀孔(40)流体连通；基本设置在第一密封表面(55)处的第一隔膜(47)；基本设置在第二密封表面(56)处的第二隔膜(49);以及阀柱塞(24)，构造成基本上在阀孔(40)内往复移动，其中第一隔膜(47)被构造用于在阀柱塞(24)移向第二密封表面(56)时基本上密封第一密封表面(55),并且其中第二隔膜(49)被构造用于在阀柱塞(24)移向第一密封表面(55)时基本上密封第二密封表面(56)。
2.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，其中第一端口(36)包括常开端口，并且第二端口(38)包括常闭端口。
3.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，进一步包括与阀孔(40)流体连通的公共端口(42)，其中流体在公共端口(42)与第一或第二端口(36，38)中的一个之间流动。
4.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)的长度被形成以使阀柱塞(24)保持为基本邻接但基本不粘附地与第一和第二隔膜(47，49)接触。
5.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)具有基本上小于阀孔(40)截面的截面。
6.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)具有允许流体基本上沿阀柱塞(24)纵向流动的截面形状。
7.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，进一步包括设置在第一端口(36)和第一密封表面(55)之间并与第一端口(36)和第一密封表面(55)连通的第一内凹槽(44);以及设置在第二端口(38)和第二密封表面(56)之间并与第二端口(38)和第二密封表面(56)连通的第二内凹槽(46)，其中第一和第二内凹槽(44，46)基本上围绕第一和第二密封表面(55，56)设置并且其中第一和第二端口(36，38)与第一和第二内凹槽(44，46)贯通。
8.根据权利要求7所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二内凹槽(44，46)包括基本上环形的凹槽。
9.根据权利要求7所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二端口(36，38)进一步包括与第一和第二内凹槽(44，46)贯通并且在其间形成流体连通的第一和第二连接通道(61，63)。
10.根据权利要求7所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二密封表面(55，56)被成形用于基本上平稳地在阀孔(40)与第一和第二内凹槽(44，46)之间引导流体流动。
11.根据权利要求I所述的双隔膜阀(100)，进一步包括构造用于产生第一作用力Fl的第一弹簧(22)；位于第一弹簧(22)和第一隔膜(47)之间的推动件(27)，当阀柱塞(24)在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面(56)时第一弹簧(22)和推动件(27)将第一隔膜(47)压靠在第一密封表面(55)上；构造用于产生第二作用力F2的第二弹簧(34)；位于第二隔膜(49)和第二弹簧(34)之间并与阀柱塞(24)相对的电枢(32)，第二隔膜(49)置于电枢(32)和阀柱塞(24)之间，当阀柱塞(24)在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面(55)时第二弹簧(34)和电枢(32)将第二隔膜(49)压靠在第二密封表面(56)上；以及构造用于致动电枢(32)的螺线管(102)，其中当螺线管(102)被通电时，电枢(32)基本上克服第二弹簧(34)并基本上与第一弹簧(22) —起移动，其中螺线管(102)将阀柱塞(24)移向第二隔膜(49)，从而基本上不堵塞第二端口(38)但基本上堵塞第一端口(36)，并且其中当螺线管(102)不被通电时，来自第二弹簧(34)的第二作用力推动电枢(32)和阀柱塞(24)以克服第一弹簧(22)的第一作用力，由此不密封第一密封表面(55)。
12.—种双隔膜阀(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之间延伸的阀孔(40)，双隔膜阀(100)的至少第一端口(36)和第二端口(38)通过第一密封表面(55)和第二密封表面(56)与阀孔(40)流体连通；基本上设置在第一密封表面(55)处的第一隔膜(47)；基本上设置在第二密封表面(56)处的第二隔膜(49)；构造成基本上在阀孔(40)内往复移动的阀柱塞(24)，其中当阀柱塞(24)移向第二密封表面(56)时第一隔膜(47 )被构造用于基本上密封第一密封表面(55),并且当阀柱塞(24)移向第一密封表面(55)时第二隔膜(49)被构造用于基本上密封第二密封表面(56)；设置在第一端口(36)和第一密封表面(55)之间并且与第一端口(36)和第一密封表面(55)连通的第一内凹槽(44);以及设置在第二端口( 38 )和第二密封表面(56 )之间并且与第二端口( 38 )和第二密封表面(56)连通的第二内凹槽(46)，其中第一和第二内凹槽(44，46)基本上围绕第一和第二密封表面(55，56)设置，并且第一和第二端口(36，38)与第一和第二内凹槽(44，46)贯通。
13.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中第一端口(36)包括常开端口，并且第二端口(38)包括常闭端口。
14.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，进一步包括与阀孔(40)流体连通的公共端口( 42 )，其中流体在公共端口( 42 )与第一或第二端口( 36，38 )中的一个之间流动，从而通过第一和第二凹槽(44，46)。
15.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)的长度被形成以使阀柱塞(24)保持为基本邻接但基本不粘附地与第一和第二隔膜(47，49)接触。
16.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)具有基本上小于阀孔(40)截面的截面。
17.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中阀柱塞(24)具有允许流体基本上沿阀柱塞(24 )纵向流动的截面形状。
18.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二内凹槽(44，46)包括基本上环形的凹槽。
19.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二端口(36，38)进一步包括与第一和第二内凹槽(44，46)贯通并且在其间形成流体连通的第一和第二连接通道(61，63)。
20.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，其中第一和第二密封表面(55，56)被成形用于基本上平稳地在阀孔(40)与第一和第二内凹槽(44，46)之间引导流体流动。
21.根据权利要求12所述的双隔膜阀(100)，进一步包括构造用于产生第一作用力Fl的第一弹簧(22)；位于第一弹簧(22)和第一隔膜(47)之间的推动件(27)，当阀柱塞(24)在第一作用力Fl的作用下移向第二密封表面(56)时第一弹簧(22)和推动件(27)将第一隔膜(47)压靠在第一密封表面(55)上； 构造用于产生第二作用力F2的第二弹簧(34)；位于第二隔膜(49)和第二弹簧(34)之间并与阀柱塞(24)相对的电枢(32)，第二隔膜(49)置于电枢(32)和阀柱塞(24)之间，当阀柱塞(24)在第二作用力F2的作用下移向第一密封表面(55)时第二弹簧(34)和电枢(32)将第二隔膜(49)压靠在第二密封表面(56)上；以及构造用于致动电枢(32)的螺线管(102)，其中当螺线管(102)被通电时，电枢(32)基本上克服第二弹簧(34)并基本上与第一弹簧(22) —起移动，其中螺线管(102)将阀柱塞(24)移向第二隔膜(49)，从而基本上不堵塞第二端口(38)但基本上堵塞第一端口(36)，并且其中当螺线管(102)不被通电时，来自第二弹簧(34)的第二作用力推动电枢(32)和阀柱塞(24)以克服第一弹簧(22)的第一作用力，由此不密封第一密封表面(55)。
22.—种形成双隔膜阀的方法，方法包括提供在第一密封表面和第二密封表面之间延伸的阀孔，双隔膜阀的至少第一端口和第二端口通过第一密封表面和第二密封表面与阀孔流体连通；提供基本设置在第一密封表面处的第一隔膜；提供基本设置在第二密封表面处的第二隔膜；以及提供阀柱塞，构造成基本上在阀孔往复移动，其中第一隔膜被构造用于在阀柱塞移向第二密封表面时基本上密封第一密封表面，并且其中第二隔膜被构造用于在阀柱塞移向第一密封表面时基本上密封第二密封表面。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括提供设置在第一端口和第一密封表面之间并与第一端口和第一密封表面连通的第一内凹槽；以及提供设置在第二端口和第二密封表面之间并与第二端口和第二密封表面连通的第二内凹槽，其中第一和第二内凹槽基本上围绕第一和第二密封表面设置。
24.如权利要求23所述的方法，其中第一和第二内凹槽包括基本上环形凹槽。
25.如权利要求23所述的方法，其中第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。
26.如权利要求23所述的方法，进一步包括将第一和第二端口形成到双隔膜阀的阀体内并形成为与第一和第二内凹槽流体连通，其中第一和第二端口与第一和第二内凹槽贯通。
27.如权利要求23所述的方法，进一步包括提供与第一和第二内凹槽贯通并提供第一和第二端口与第一和第二内凹槽流体连通的第一和第二连接通道。
28.如权利要求27所述的方法，进一步包括将第一和第二连接通道成形到双隔膜阀的阀体内并成形为与第一和第二内凹槽流体连通，其中第一和第二连接通道与第一和第二内凹槽贯通。
29.如权利要求23所述的方法，进一步将第一和第二密封表面成形以能基本平稳地引导阀孔与第一和第二内凹槽之间的流体流动。
全文摘要
一种双隔膜阀(100)，包括在第一密封表面(55)和第二密封表面(56)之间延伸的阀孔(40)。第一端口(36)和第二端口(38)通过第一密封表面(55)和第二密封表面(56)与阀孔(40)流体连通。双隔膜阀(100)进一步包括基本设置在第一密封表面(55)处的第一隔膜(47)，基本设置在第二密封表面(56)处的第二隔膜(49)，以及阀柱塞(24)，其构造成基本上在阀孔(40)往复移动。第一隔膜(47)在阀柱塞(24)移向第二密封表面(56)时密封第一密封表面(55)，并且第二隔膜(49)在阀柱塞(24)移向第一密封表面(55)时密封第二密封表面(56)。
文档编号F16K31/06GK102939489SQ201080065915
公开日2013年2月20日 申请日期2010年4月5日 优先权日2010年4月5日
发明者W.J.基什 申请人:诺格伦·克洛恩公司