专利名称：单向阀及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制由数个墙壁表面限定的受保护空间内气压的阀。本发明尤其涉及一种应用在一个结构当中的翻板阀(flapvalve)，用于阻止污染空气和/或气体、液体或是悬浮微粒的渗透。本发明进一步涉及一种用于控制这种受保护空间内气压的方法。
背景技术：
正如人们所知，防止污染物渗透到受遮蔽空间之中的需要在不断增长，该受保护空间受到军事攻击以及利用战争中核、生物、化学(NBC)手段进行的恐怖活动的威胁。通过利用位于建筑物内的遮蔽所和受保护空间(“硬性”遮蔽所)、或者蓬式结构(“软性”遮蔽所)来提供这种保护。硬遮蔽所被提供有专业的NBC空气过滤系统，其中包括在受保护空间内生成超压，并且提供净化及过滤空气的鼓风机。需要超压，是为了确保气流从受保护空间内部到外部环境，穿过遮蔽所的墙壁、门或是窗户封条中常存的漏隙，能有一个无障碍的流动方向。这种方法的使用，保证了将不会有污染空气渗透进入到受保护空间内。
到目前为止，还不存在众所周知的带有集成、可靠的空气控制阀的密封软遮蔽所结构。在一种传统的软型遮蔽所(shelter)中，鼓风机将净化的、过滤NBC后的空气吹入到帐篷中，随之过量空气穿过漏隙或是帐篷壁中特制的孔而流到外面。这种装置的缺点就在于，在当无新鲜空气泵入到受保护空间中的期间，诸如在鼓风机发生故障期间，所必需的超压立即下降，随之而来的两个可怕后果就是污染空气能够经由空气排出孔进入到受保护空间中，并且，如果受保护空间实际上为膨胀结构的话，则内部气仓衬垫可能会塌陷，致使内部所有受保护的人和物品陷入其中。如果这些结构具有可封闭的阀，则不会发生上述任何一种失败的情形，且该系统将可以持续一延长的时间周期保持完整无损，直到恢复净化空气的供给并产生所需的超压。
发明内容
因此，本发明一个主要目的就是向硬性、软性受保护遮蔽所结构提供可靠、廉价并且易于安装的用于控制气压的阀。
本发明的另一个目的就是克服现有技术中软性遮蔽所结构内受保护空间的新鲜空气供给所存在的缺陷，并且为这种结构提供阀装置，其将起安全阀的作用以保护空间防止过度超压，或者在空气供给系统出现故障时关闭受保护空间，直到复原了足够的压力，或是起简易的止回阀的作用。
根据本发明，通过提供一种用于控制由墙壁限定的受保护空间内气压的翻板阀实现上述目的，该翻板阀由一个阀翻板组成，至少间接铰接到其中一个墙壁表面上，并且同时受到密封力及打开力的支配，其中的密封力可强制阀翻板抵住包围着墙壁表面上开口的阀座，打开力可将阀翻板举起脱离阀座，该翻板阀具有一个第一位置，其中受保护空间是脱离污染环境而密封的，和一个末端位置，其中允许来自于受保护空间的空气经由开口排出到环境中；在其中，密封力是阀翻板的部分表面与阀座的部分表面之间的磁引力。
本发明另外提供了一种用于控制由墙壁限定的受保护空间内气压的翻板阀，该翻板阀包括一个阀薄膜，具有多个组成于其上的舌状阀翻板；一个外部夹紧框架，具有多个数目上等于阀翻板数目、尺寸上略大于阀翻板尺寸、且空间上等于阀翻板空间的窗口；一个内部夹紧框架，具有多个数目上等于阀翻板数目、尺寸上略小于阀翻板尺寸、且空间上等于阀翻板空间的窗口；围绕着插入所述墙壁的窗口，在所述外部和内部夹紧框架之间，所述薄膜和其中一个所述墙壁表面被夹紧在一起。
本发明还提供了一种用于控制由墙壁限定、且至少具有一个窗状开口的受保护空间内气压的方法，该方法包括以下步骤提供一个翻板阀；提供两个槽状框架；用磁条填充框架；围绕窗状开口，将其中一个框架连接到其中一个墙壁表面；将其他框架的其中一个连接到阀的阀翻板；和在其中一个边缘上，与所述窗状开口有一定距离地将所述阀翻板旋转连接到所述墙壁表面，当所述阀翻板通过绕着其旋转边缘转动而闭合时，连接到所述墙壁表面的框架与连接到所述阀翻板的框架之间至少要大约保持上述距离。
本发明进一步提供了一种用于控制由墙壁限定、且具有至少一个窗状开口的受保护空间内气压的方法，该方法包括以下步骤提供一个翻板阀；提供多组螺钉、垫圈和螺母；和按照以下顺序，使用所述多组螺钉、垫圈和螺母，围绕所述窗状开口装配所述翻板阀外部夹紧框架、墙壁表面、薄膜和内部夹紧框架。
下面将参照如下附图结合某些优选实施例来对本发明进行描述，从而使本发明更加易于理解。
现在详细地参照指定附图，需要强调的是，通过实例的方式来进行详细说明，仅仅是为了说明性地论述本发明优选实施例的目的，并且是为了提供出哪些被认为是最有帮助且易于理解的发明原理说明及概念方面而进行的介绍。在这点上，并未意图更加详细地示出本发明的结构元件，而是示出了本发明基本原理理解所必须的结构元件，利用附图所进行的说明能够使本领域技术人员明白本发明的几种形式可如何在实践中具体实施。在附图中图1是根据本发明第一实施例的翻板阀的透视图，从受保护结构外部来看；图2是受保护空间的部分墙壁表面和阀翻板闭合到关闭位置的放大比例剖面图；图3是图1实施例的剖面图，实体线示出处于闭合位置的阀翻板，并且点划线示出处于打开位置的阀翻板；
图4是根据本发明第二实施例的阀的透视图，从受保护结构内部来看。
图5是图4实施例的放大比例剖面图，示出受保护墙壁的部分表面和阀翻板关闭到闭合位置；图6是图4实施例的剖面图，实体现示出处于打开位置的阀翻板，并且点划线示出处于闭合位置的阀翻板；图7举例说明图4阀的一个变形；图8是图7实施例的放大比例剖面图，示出受保护空间墙壁的部分表面和阀翻板关闭到闭合位置；图9是根据本发明的止回阀的分解图；和图10是图9的阀在装配时的侧视图。
优选实施例现在参照图1-3举例说明一个防NBC的硬性或软性结构(或遮蔽所)的部分墙壁2，该结构可以由刚性墙壁、半刚性墙壁、柔性墙壁或者上述的组合来限定，并且设有矩形窗口4。更为有利地是，至少某些墙壁是轻质、平坦、可折叠、有柔性的墙壁，以便于形成一个易于安装和运输的蓬式结构。通过打开覆盖窗口4的阀，任何过度的压力都能够以箭头A的方向穿过窗口从该结构排出，即从无毒区域(TFA)排出到受污染环境(CE)中去。
窗口4的四侧被一个槽状框架6环绕着，该槽状框架6具有凸缘8，借此框架连在墙壁2的外表面上。如果墙壁2由塑料材料制成，则便于通过超声焊接来实现连接。然而，其他的连接方法，例如用胶粘接也可以。在将框架连接到墙壁6之前，把弹性条10插入到框架中，将框架水平侧和垂直侧都填满。弹性条10由塑料带制成，该塑料带由一个塑料和钢粉混合物组成，可以在适当处理之后被磁化，由此变成永久磁体。尽管弹性磁条是一个优选的解决方案，但是也可能利用多个常规类型的小的、分离的永久磁体来对框架6进行填充。实际上，框架6构成了阀翻板12的阀座。
最好由一个气密、化学不渗透的塑料层压板制成的阀翻板12，通过结合点14铰接到墙壁12的外表面，如图3所示的处于闭合和打开(点划线)位置。为阀翻板12提供一个框架6′，以此种方式连接到阀翻板12，以致当阀翻板12闭合时墙壁2的框架6和阀翻板12的框架6′至少大约对准。为框架6′提供有磁条10′。然而，应该意识到，磁条10和磁条10′都可以由诸如某种不锈钢合金的铁磁材料来代替。
如图2所示，框架6′比框架6略微要深，它为容纳一个或者多个由非铁磁材料制成的箔条16提供了空间。箔条16的目的就是为了，通过在磁条10和磁条10′之间提供某一最小距离，来调整阀翻板12和阀翻板处于闭合位置的墙壁12之间的磁引力。其他确定翻板阀打开点即阀要打开时的压力的参数分别为除了阀翻板重量之外、窗口4的表面积，以及在受保护结构中所允许的超压量。
图1到图3的翻板阀，很明显是一个通常闭合的阀。在其闭合位置，阀密封住受保护空间与受污染的环境隔离。
图4到图6举例说明了本发明的第二实施例，其中翻板阀是通常打开的。此第二实施例的结构与图1到3的实施例结构极为相似，除了阀是铰接到墙壁2的外表面的。这种阀的特殊目的已经在上文中提到如果鼓风机出现故障，如图6所示以正常状态悬挂打开着的阀翻板12，可以手动闭合，并且将会通过磁引力保持处于闭合位置，不管受保护空间内气压。当故障排除并且超压恢复时，阀可以手动方式再次打开。
图7和8举例说明了图4-6实施例的一个变形。其中的区别就在于，在这种情况下，如图4所示阀翻板12并非直接铰接到墙壁2的表面，而是，阀翻板是一个基底板13的一体的部分，基底板具有至少同窗口4等大的窗口。基底板13从其上端边缘到在图中由点划线表示的铰链15，被稳固地连接到墙壁2的表面。在这个实施例中，阀翻板12通过绕铰链15转动从而打开和闭合。
如图9和10所示的止回阀，由一个外部夹紧框架18、一个内部夹紧框架20、和一个薄膜组成，薄膜连接着多个一体的舌状阀翻板24。在图9的分解图中，还示出了夹紧螺钉26和多组垫圈和螺母28。外部和内部框架18、20分别具有窗口30、32。在每个框架中窗口的数目等于薄膜22中阀翻板24的数目，并且在每个框架中窗口的间距等于阀翻板的间距。可以看到，窗口30要比阀翻板24更宽更长，而窗口32要比阀翻板24更窄更短。很明显，窗口32被设计作为阀翻板24的阀座使用。
施加于图9和10所述阀上的闭合力，仅仅是阀翻板24的回弹力。选用了特氟隆Teflon或迈拉Mylar材料以用于薄膜22和阀翻板24，这是因为人们发现这些材料在0.5毫米厚度处具有所需的回弹力，以及化学不渗透性。
图10是图9的阀在其装配情况下的侧视图，示出了外部夹紧框架18、内部夹紧框架20和处于打开位置的舌状阀翻板24，这些阀翻板从外部框架18和墙壁2向外伸出。可以看到，框架18和20的边缘区域具有一个浅的V型轮廓，增强了夹紧效果。墙壁2上开出的窗口未示出。夹紧装配的顺序为外部夹紧框架18、墙壁2、薄膜22、最后是内部框架20。
对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明并不仅仅限于上述举例说明的实施例的详细描述，并且在不脱离本发明精神实质和重要特性的情况下，本发明可以其他特定形式实施。因此，从各个方面上来讲目前的实施例是说明性的而非限定性的，本发明的范围是由所附权利要求限定的而不是由上述说明书限定的，并且所有随权利要求提出的等效含义和范围的变化均由此包含在其中。
权利要求
1.一种用于控制由数个墙壁限定的受保护空间内气压的翻板阀，所述翻板阀包括一个阀翻板，至少间接铰接到所述墙壁中的一个的表面上，并且能受密封力和打开力的支配，其中密封力强制所述阀翻板抵住围绕所述墙壁表面上的一开口的一阀座，而打开力强制举起阀翻板脱离所述阀座；所述翻板阀具有一个第一位置，其中所述受保护空间被密封与受污染环境隔离，和一个第二位置，其中允许来自于所述受保护空间的空气经由所述开口排出到所述环境中；其中所述密封力是所述阀翻板的表面的一部分与所述阀座之间的磁引力。
2.如权利要求1所述的翻板阀，其特征在于所述打开力是在所述受保护空间内起主导作用并且穿过所述开口作用在所述阀翻板上的预定超压。
3.如权利要求1所述的翻板阀，其特征在于所述打开力是由所述受保护空间的使用者施加于所述阀翻板的手动力。
4.如权利要求1所述的翻板阀，其特征在于所述磁引力是由位于所述阀翻板至少一个部分上的磁性装置与位于所述阀座上的相似磁性装置之间交互作用产生的。
5.如权利要求4所述的翻板阀，其特征在于所述磁性装置包括由塑料和钢粉的混合物制成的条，所述条在被磁化后构成永久磁体。
6.如权利要求4所述的翻板阀，其特征在于所述磁性装置包括由塑料和钢粉的混合物制成的条，所述条在被磁化后构成永久磁体。
7.如权利要求5所述的翻板阀，进一步包括两个槽状框架，适用于容纳所述磁化的条，所述框架中的一个被连接到所述墙壁表面中的所述一个上围绕所述开口，并且所述框架中的另一个被连接到所述阀翻板上；当所述阀翻板处于所述第一端位置时，在所述两个框架内的磁条相互间施加吸引力。
8.如权利要求6所述的翻板阀，其特征在于在所述框架中的一个中的磁条能用由铁磁性材料制成的条替换。
9.如权利要求6所述的翻板阀，其特征在于除所述磁条之外，所述槽状框架还容纳至少一个非铁磁性箔条，以用于当所述阀翻板处于所述第一端位置时调节所述两个框架之间的磁引力。
10.如权利要求1所述的翻板阀，其特征在于所述阀翻板是一个基底板的一体的一部分，基底板能在其一定长度上连接到所述墙壁表面。
11.如权利要求9所述的翻板阀，其特征在于所述阀翻板能绕一条限定一铰链的线转动，该铰链由所述基底板的连接部分和非连接部分之间的边缘线构成。
12.如权利要求1所述的翻板阀，其特征在于所述受保护空间的墙壁是刚性、半刚性、柔性或是它们的组合。
13.如权利要求11所述的翻板阀，其特征在于所述墙壁的至少一些是轻质、平坦、可折叠、柔性的墙壁。
14.一种用于控制由数个墙壁限定的受保护空间内气压的翻板阀，所述翻板阀包括一个阀薄膜，具有多个与其一体的舌状阀翻板；一个外部夹紧框架，具有多个数目上等于所述阀翻板数目、尺寸上大于所述阀翻板尺寸、并且间距上等于所述阀翻板间距的窗口；一个内部夹紧框架，具有多个数目上等于所述阀翻板数目、尺寸上小于所述阀翻板尺寸、并且间距上等于所述阀翻板间距的窗口；在围绕着所述墙壁上开设的窗口的所述外部和内部夹紧框架之间，所述薄膜和所述墙壁中的一个的表面被夹紧在一起。
15.如权利要求14所述的翻板阀，其特征在于所述外部和内部夹紧框架的边缘设有一个V型轮廓，以便于增强夹紧效果。
16.如权利要求14所述的翻板阀，其特征在于所述薄膜的厚度在0.4和0.7毫米之间。
17.如权利要求14所述的翻板阀，其特征在于所述薄膜由从包含有特氟隆和迈拉的材料组中选出的一种材料制成。
18.如权利要求14所述的翻板阀，其特征在于所述受保护空间的墙壁是刚性、半刚性、柔性或是它们的组合。
19.如权利要求14所述的翻板阀，其特征在于所述墙壁的至少一些是轻质、平坦、可折叠、柔性的墙壁。
20.一种用于控制由数个墙壁限定、具有至少一个窗口状开口的受保护空间内气压的方法，所述方法包括以下步骤提供一个如权利要求1所述的翻板阀；提供两个槽状框架；用磁条填充所述框架；围绕所述窗状开口，将所述框架中的一个连接到所述墙壁中的一个的表面；将所述框架中的另一个连接到所述阀的阀翻板，和与所述窗口状开口有一定距离地将所述阀翻板在其边缘中的一个处铰接式地连接到所述墙壁表面，以便当所述阀翻板通过绕着其被铰接的边缘转动而闭合时，连接到所述墙壁表面的框架与连接到所述阀翻板的框架之间至少要大致地对准。
21.一种用于控制由数个墙壁限定、具有至少一个窗口状开口的受保护空间内气压的方法，所述方法包括以下步骤提供一个如权利要求14所述的翻板阀；提供多组螺钉、垫圈和螺母，和使用所述多组螺钉、垫圈和螺母，围绕所述窗口状开口按照以下顺序组装所述翻板阀外部夹紧框架、墙壁表面、薄膜和内部夹紧框架。
全文摘要
本发明提供一种用于控制由墙壁限定的受保护空间内气压的翻板阀，该翻板阀具有一个阀翻板、至少间接铰接在其中一个墙壁表面，并且可受密封力和打开力的支配，其中的密封力可强制阀翻板抵住包围着墙壁表面上开口的阀座，打开力可将阀翻板举起脱离阀座。该翻板阀具有一个第一位置，其中受保护空间是脱离污染环境而密封的，和一个第二位置，其中允许来自于受保护空间的空气经由开口排出到环境中；在其中，密封力是阀翻板的部分表面与阀座的部分表面之间的磁引力。另外还提供一种用于控制受保护空间内气压的方法。
文档编号F16K15/03GK1493807SQ0315538
公开日2004年5月5日 申请日期2003年8月28日 优先权日2002年8月28日
发明者塞缪尔·克格尔, 阿尔布雷西特·福克斯, 塞缪尔 克格尔, 雷西特 福克斯 申请人:贝特叶尔·济赫龙－雅各布工业有限公司, 贝特叶尔 济赫龙-雅各布工业有限公司