单向阀组件的制作方法

本发明是中国发明专利申请(申请号：201610912771.7，申请日：2016年10月20日，发明名称：单向阀组件)的分案申请。

本发明涉及一种单向阀组件，尤其涉及一种具有良好防止流体逆流效果的单向阀组件。

背景技术：

目前，设计者常采用单向阀来使流体沿着单一方向流动，避免流体因流动方向不同而造成流出效率低下的状况。然而，单向阀要如何设计才能够使流体在通过时仅沿单一方向流动而真正能达到防止流体逆流的效果，是本领域的技术人员亟欲研究的范围。

技术实现要素：

本发明提供一种单向阀组件，其可使流体沿单一方向流动，而具有良好的流出效率。

本发明的一种单向阀组件，包括底座、上盖及阀件。底座包括底座内表面、凹陷于所述底座内表面的第一下凹槽与第二下凹槽以及连通于第一下凹槽的进气口。上盖包括上盖内表面、凹陷于上盖内表面的第一上凹槽、第二上凹槽、连接通道、出气口及位在第一上凹槽内的泄气嘴，其中第一上凹槽与第二上凹槽的位置分别对应于第一下凹槽与第二下凹槽的位置，第一上凹槽通过连接通道连通于第二上凹槽，出气口连通于第二上凹槽。阀件配置在底座与上盖之间，阀件具有对应于第一上凹槽、第二上凹槽、连接通道的第一区、第二区、第三区，且包括介于第二下凹槽与第二上凹槽之间的阀嘴，阀嘴位在阀件的第二区且从阀件的下表面朝向第二下凹槽凸出，其中第一区适于朝向第一下凹槽或第一上凹槽变形，第二区适于朝向第二上凹槽变形，第三区适于朝向连接通道变形。在初始状态下，阀件适于接触底座内表面而使第一下凹槽与第二下凹槽成为独立的两腔体，其中阀嘴的凸出高度大于第二下凹槽的深度，从而阀嘴抵住底座的第二下凹槽的底面，且第二下凹槽为密闭，气体适于从进气口进入第一下凹槽之后，先推挤阀件的第一区使其往第一上凹槽变形以抵靠泄气嘴，接着推挤阀件的第三区使其往连接通道变形，再推挤阀件的第二区使其往第二上凹槽变形，其中第二上凹槽的深度大于阀嘴的凸出高度，当阀件的第二区向上变形时，第二上凹槽提供空间给阀嘴，而使阀嘴不抵住下方的第二下凹槽的底面，从而气体从第一下凹槽依序流经第二下凹槽、阀嘴及第二上凹槽，沿单一方向流动且从出气口排出。在泄气状态下，阀件恢复以关闭第一下凹槽与第二下凹槽之间以及第二下凹槽与第二上凹槽之间的连通状态，其中阀嘴恢复至初始状态而抵住下方的第二下凹槽的底面，阀件的第一区恢复为平整的原状，阀件的第一区未抵靠于泄气嘴，位在上盖与阀件之间的气体自动从泄气嘴离开单向阀组件。

在本发明的一实施例中，上述的连接通道在与第二上凹槽连接处的宽度为wo，第一上凹槽的最大宽度为d，0.03≤wo/d≤1。

在本发明的一实施例中，上述的连接通道在与第一上凹槽连接处的宽度为wi，连接通道在与第二上凹槽连接处的宽度为wo，wi≥wo。

在本发明的一实施例中，上述的连接通道的宽度从与第一上凹槽连接处至与第二上凹槽连接处呈渐缩或是不变。

在本发明的一实施例中，上述的泄气嘴的高度低于第一上凹槽的深度。

在本发明的一实施例中，上述的上盖还包括凹陷于第二上凹槽的凹沟，凹沟连通于出气口。

在本发明的一实施例中，上述的底座的进气口是单一个，贯穿底座且连通于第一下凹槽，进气口与出气口沿相同方向延伸。

在本发明的一实施例中，上述的进气口与出气口沿不同方向延伸，出气口在单向阀组件的侧面。

在本发明的一实施例中，上述的阀嘴与出气口共线或非共线。

在本发明的一实施例中，上述的上盖以气密的方式固定于底座。

基于上述，本发明的单向阀组件通过上盖的第一上凹槽与第二上凹槽的位置分别对应于底座的第一下凹槽与第二下凹槽的位置，阀件配置在底座与上盖之间，阀件的第一区、第二区、第三区分别适于朝向第一上凹槽、第二上凹槽、连接通道变形，泄气嘴位在第一上凹槽内，且第二区的阀嘴抵靠于第二下凹槽底面的设计。气体从进气口进入第一下凹槽且累积到一定压力之后，会先推挤阀件的第一区使其往第一上凹槽变形且抵住泄气嘴，接着推挤阀件的第三区使其往连接通道变形，再推挤阀件的第二区使阀嘴离开第二下凹槽的底面，而依序流过第二下凹槽、阀嘴及第二上凹槽，最后从出气口排出。换句话说，气体在从第一下凹槽流至第二下凹槽的过程中，阀件的第一区会变形以抵住泄气嘴。此外，气体会累积到足够的压力才能再使阀件的第三区变形，而流动至第二下凹槽，以再次确保泄气嘴会被第一区紧密地抵靠，以避免泄气嘴在之后的出气过程泄气。同样地，气体从第二下凹槽流至第二上凹槽的过程中，也需要有足够的压力才能使阀件的第二区变形，故阀件的第三区与第二区能达到类似于双阀件的效果，第三区的变形可用来再次确认泄气嘴会被第一区抵接且可让气体从第一下凹槽流到第二下凹槽，第二区的变形可让气体从第二下凹槽流到第二上凹槽。此外，在进气口停止进气之后，阀件便会恢复，恢复的第二区可以阻止气体从第二上凹槽逆流回第二下凹槽，恢复的第三区可以阻止气体从第二下凹槽逆流回第一下凹槽，而达到双重止逆的效果，且恢复的第一区可使泄气嘴通孔开启，位在上盖与阀件之间的气体能通过泄气嘴自动地排出。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种单向阀组件的立体示意图；

图2与图3是图1的单向阀组件的不同视角的爆炸示意图；

图4与图5分别是图1的单向阀组件的底座与上盖的示意图；

图6是图1的单向阀组件的内部立体示意图；

图7至图10是图1的单向阀组件工作的剖面示意图；

图11是依照本发明的另实施例的一种单向阀组件的剖面示意图。

附图标记：

d、wi、wo：宽度；

100、100a：单向阀组件；

110：底座；

112：底座内表面；

114：第一下凹槽；

116：第二下凹槽；

118：进气口；

120：上盖；

121：上盖内表面；

122：第一上凹槽；

123：第二上凹槽；

124：连接通道；

125、125a：出气口；

126：泄气嘴；

127：凹沟；

128：泄气嘴通孔；

130：阀件；

132：第一区；

134：第二区；

136：第三区；

138：阀嘴；

139：阀嘴通孔。

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种单向阀组件的立体示意图。请参阅图1，本实施例的单向阀组件100可连接于泵(例如是压电泵或具有泄气效果的泵，未示出)，输出于泵的流体在进入单向阀组件100之后可沿单一方向流动输出。单向阀组件100具有良好的防止逆流能力且能提供流体良好的流出效率。下面将对此进行详细地介绍。

图2与图3是图1的单向阀组件的不同视角的爆炸示意图。图4与图5分别是图1的单向阀组件的底座与上盖的示意图。请参阅图1至图5，本实施例的单向阀组件100包括底座110、上盖120及配置在底座110与上盖120之间的阀件130。如图2与图4所示，底座110包括底座内表面112、凹陷于底座内表面112的第一下凹槽114与第二下凹槽116以及连通于第一下凹槽114的进气口118。在本实施例中，底座110的进气口118是单一个进气口，贯穿底座110且连通于第一下凹槽114。

如图3与图5所示，上盖120包括上盖内表面121、第一上凹槽122、第二上凹槽123、连接通道124、泄气嘴126以及出气口125。第一上凹槽122、第二上凹槽123及连接通道124分别凹陷于上盖内表面121。在本实施例中，上盖120的第一上凹槽122与第二上凹槽123的位置分别对应于底座110的第一下凹槽114与第二下凹槽116的位置，连接通道124位在第一上凹槽122与第二上凹槽123之间，且第一上凹槽122通过连接通道124连通于第二上凹槽123。在本实施例中，出气口125位在上盖120靠近中央的位置，也就是靠近连接通道124处，且出气口125连通于第二上凹槽123。泄气嘴126位在第一上凹槽122内且从第一上凹槽122的顶面向下凸出。泄气嘴126具有贯穿上盖120的泄气嘴通孔128。

在本实施例中，阀件130的材料具有可挠性，例如是橡胶、硅胶件或高分子化合物。阀件130具有对应于第一上凹槽122、第二上凹槽123、连接通道124的第一区132、第二区134、第三区136，且包括介于第二下凹槽116与第二上凹槽123之间的阀嘴138。在本实施例中，由于底座110的第一下凹槽114与上盖120的第一上凹槽122分别位在阀件130的第一区132的下方与上方，底座110的第一下凹槽114与上盖120的第一上凹槽122提供给阀件130的第一区132变形的空间，也就是说，阀件130的第一区132可朝向第一下凹槽114或第一上凹槽122变形。同样的，阀件130的第二区134适于朝向第二下凹槽116或第二上凹槽123变形，阀件130的第三区136适于朝向连接通道124变形。

此外，在本实施例中，阀嘴138位在阀件130的第二区134且从阀件130的下表面朝向第二下凹槽116凸出。图6是图1的单向阀组件的内部立体示意图。请参阅图6，在本实施例中，阀嘴138的凸出高度大于第二下凹槽116的深度。因此，当阀件130位在初始状态时，阀嘴138会抵住下方的第二下凹槽116的底面。第二上凹槽123的深度大于阀嘴138的凸出高度，因此，若阀件130的第二区134向上变形时，第二上凹槽123提供足够的空间给阀嘴138，而使阀嘴138能够不抵住下方的第二下凹槽116的底面。阀嘴138包括阀嘴通孔139，位在第二下凹槽116的气体适于从阀嘴138的阀嘴通孔139流到第二上凹槽123。

图7至图10是图1的单向阀组件工作的剖面示意图。请先参阅图7，阀件130在初始状态下，阀件130的下表面会紧贴底座内表面112，而使得阀件130的第一区132与第二区134分别盖住第一下凹槽114与第二下凹槽116，在此阶段中，阀件130的第一区132与第一下凹槽114之间会形成一个独立的腔体，阀件130的第二区134与第二下凹槽116之间也会形成一个独立的腔体。也就是说，第一下凹槽114与第二下凹槽116不连通。此外，阀件130的上表面会紧贴上盖内表面121，凹陷于上盖内表面121的第一上凹槽122、第二上凹槽123与连接通道124会与阀件130之间形成另外的腔体。

接着，请参阅图8，气体适于从底座110的进气口118被输送至第一下凹槽114，当被输送至第一下凹槽114的气体越来越多时，第一下凹槽114内的气体压力会越来越大，而向上推挤阀件130的第一区132，使其往第一上凹槽122变形而顶住泄气嘴126，以气体不会在后续的出气过程中从泄气嘴126的泄气嘴通孔128漏气。在阀件130的第一区132变形之后，由于上盖120的连接通道124位在第一上凹槽122旁，且同样地凹陷于上盖内表面121，上盖120的连接通道124提供了空间供阀件130的第三区136变形，因此，若第一下凹槽114内的气体的压力继续加大之后，向上会推挤阀件130的第三区136使其往连接通道124变形，此时，第一下凹槽114与第二下凹槽116之间不再密闭，气体能够从第一下凹槽114进入第二下凹槽116。在此阶段中，由于第二下凹槽116内的气体压力尚未足够大到使阀件130的第二区134变形，阀件130的阀嘴138仍抵靠于第二下凹槽116的底面。

值得一提的是，请回到图5，在本实施例中，上盖120的第一上凹槽122与第二上凹槽123的形状接近于圆形，连接通道124在与第二上凹槽123连接处的宽度为wo，第一上凹槽122的最大宽度(也就是直径)为d，连接通道124在与第二上凹槽123连接处的宽度w与第一上凹槽122的最大宽度d的比值为wo/d，0.03≤wo/d≤1。此比值范围是为了能使阀件130的第一区132与第三区136能够两段式的变形。更明确地说，由于第一上凹槽122具有较大的宽度，阀件130的第一区132较容易朝第一上凹槽122变形，连接通道124具有较小的宽度，而使得阀件130的第三区136需要受到较大的压力才能够朝连接通道124变形。因此，通过上述宽度在特定范围之内，可达到阀件130的第一区132先变形，阀件130的第三区136再变形的两阶段效果。阀件130的第一区132、第三区136分阶段变形的用意在于，虽然阀件130的第一区132在第一阶段变形时就能够抵住泄气嘴126了，但是再通过第三区136需要受到较大的压力才能变形的设计，能再次确保阀件130在第二阶段变形时是受到更大的压力。因此，在第二阶段变形时，第一区132会更紧密地顶住泄气嘴126。也就是再次确保泄气嘴126的止泄状态。当然，上盖120的第一上凹槽122与连接通道124的形式并不以图5为限制。

另外，在本实施例中，连接通道124在与第一上凹槽122连接处的宽度为wi，连接通道124在与第一上凹槽122连接处的宽度wi大于连接通道124在与第二上凹槽123连接处的宽度wo，即wi>wo。并且，连接通道124的宽度从与第一上凹槽122连接处至与第二上凹槽123连接处呈渐缩。但在其他实施例中，连接通道124在与第一上凹槽122连接处的宽度wi也可以等于连接通道124在与第二上凹槽123连接处的宽度wo，即wi＝wo。并且，连接通道124的宽度从与第一上凹槽122连接处至与第二上凹槽123连接处也可以不变。也就是说，整条的连接通道124也可以具有相同的宽度。此外，在其他实施例中，上盖120的第一上凹槽122与第二上凹槽123的形状也可以不是圆形，只要第一上凹槽122与第二上凹槽123之间存在一个较小宽度的连接通道124，以提供阀件130两阶段变形即可。

再来，请参阅图9，当进气口118持续进气，第二下凹槽116与阀件130的第二区134之间的气体压力足够大时，阀件130的第二区134会被顶升，阀件130的阀嘴138便会离开第二下凹槽116的底面，此时，位在第二下凹槽116的气体便能够通过阀嘴138的阀嘴通孔139流动至第二上凹槽123。接着，气体便能够从第二上凹槽123流动至出气口125排出。

在本实施例中，为了避免阀件130的第二区134变形时抵住第二上凹槽123的顶面，而使得气体流不到出气口125，上盖120还包括凹陷于第二上凹槽123的凹沟127，凹沟127连通于出气口125。由于凹沟127的深度大于第二上凹槽123的深度，因此，即便是阀件130的第三区136抵住第二上凹槽123的顶面，气体还是可以从凹沟127流到出气口125而离开于单向阀组件100。在本实施例中，连接通道124的深度与第一上凹槽122的深度相同于凹沟127的深度，且第二上凹槽123的深度小于凹沟127的深度。

在此需说明的是，虽然在本实施例中，出气口125位在上盖120的中央处且连通于连接通道124，阀嘴138与出气口125并非共线，而需要通过凹沟127将气体引导到出气口125。但在其他实施例中，阀嘴138与出气口125也可以是共线，也就是说，出气口125直接位在阀嘴138的正上方，如此一来，第二上凹槽123便可以省略凹沟127的设计，且第二上凹槽123的深度也可以与第一上凹槽122与连接通道124相同。

此外，在进气口118进气的过程中，由于阀件130的第一区132在一开始会上移而抵住泄气嘴118，因此，当气体流动至上盖120与阀件130之间的空间时并不会从泄气嘴118离开，气体只能从出气口125离开。出气口125可以连通到一个密闭的欲充气腔体(未示出)，以将气体灌入，当然，连接于出气口125的对象并不以此为限制。如上所述，由于单向阀组件100内的气体流动方向单一且固定，单向阀组件100可具有良好的气体流出效率。

另外，当本实施例的单向阀组件100要泄气时，请参阅图10，此时，进气口118不再提供气体，阀件130恢复至原位。在本实施例中，单向阀组件100可以阀件130的第三区136、第二区134、第一区132的顺序依序恢复至原位，在阀件130恢复至原位之后，由于阀件130的第三区136会接触底座内表面112，以关闭第一下凹槽114与该第二下凹槽116之间的连通状态，阀件130的阀嘴138会抵靠第二下凹槽116，以关闭第二下凹槽116与第二上凹槽123之间的连通状态，而使得气体不能够回流，以达到双重止逆的效果。

在本实施例中，泄气嘴126的高度略低于第一上凹槽122的深度，只要阀件130的第一区132恢复为平整的原状，阀件130的第一区132便不会抵靠于泄气嘴126而形成一间隙，而使气体能够从泄气嘴126的泄气嘴通孔128排出。在此说明的是，在本实施例中，由于出气口125会连接到密闭腔体并对其输出气体，当单向阀组件100不再进气与阀件130恢复时，此密闭腔体内的气体压力会大于上盖110与阀件130之间的腔体内的气体压力，换句话说，位在上盖110与阀件130之间的气体并不会从出气口125离开，而是从泄气嘴126的泄气嘴通孔128排出，密闭腔体内的气体会通过出气口125流入上盖110与阀件130之间的腔体，再通过泄气嘴126的泄气嘴通孔128离开。

在其他实施例中，泄气嘴126的高度也可以接近于第一上凹槽122的深度，在此阶段中，由于进气口118不再提供气体，位在上盖120与阀件130之间的气体压力有可能会略大于底座110与阀件130之间的气体压力，而使得阀件130的第一区132往下(也就是往第一下凹槽114)变形，而使得阀件130的第一区132不抵靠于泄气嘴126，位在上盖110与阀件130之间的气体能够从泄气嘴126的泄气嘴通孔128自动排出。

另外，单向阀组件100的进气口118由于可以连接到可泄气的泵，当此泵不再提供气体给单向阀组件100的进气口118时，由于此泵可以自行泄气，换句话说，此时，泵体压力会小于单向阀组件100的第一下凹槽114处的气体压力，原本位在第一下凹槽114的气体便会从进气口118流出，而发生泄压。当第一下凹槽114内的气体压力下降时，第一上凹槽122压力会大于第一下凹槽114压力，阀件130的第一区132会往第一下凹槽114变形，而让阀件130的第一区132与泄气嘴126之间的空间增大，而使位在上盖110与阀件130之间的气体更快速地从泄气嘴126的泄气嘴通孔128排出，提升泄气速率。

此外，在本实施例中，上盖120以气密的方式固定于底座110，上盖120与底座110在周围的交界处呈气密。因此，流体仅能从单向阀组件100的进气口118与出气口125进出，且仅能从泄气嘴126的泄气嘴通孔128离开。上盖120固定于底座110的方式例如可以是化学熔接、热熔接、超声波熔接、胶体黏合、密封环与螺丝或是扣件的组合等。

图11是依照本发明的另实施例的一种单向阀组件的剖面示意图。需说明的是，在本实施例中与前一实施例相同或是相似的元件以相同或是相似的标号表示，不再多加赘述，下面仅就两实施例的主要差异进行说明。

请参阅图11，本实施例与前一实施例的主要差异在于，在前一实施例中，如图6及图7所示，进气口118与出气口125沿相同方向(也就是图面的上下方向)延伸。在本实施例的单向阀组件100a中，进气口118与出气口125a沿不同方向延伸。更明确地说，单向阀组件100a为侧出口式单向阀组件，单向阀组件100a的进气口118在下方(沿着图面的上下方向延伸)，且出气口125a在侧面(沿着图面的左右方向延伸)。

综上所述，本发明的单向阀组件通过上盖的第一上凹槽与第二上凹槽的位置分别对应于底座的第一下凹槽与第二下凹槽的位置，阀件配置在底座与上盖之间，阀件的第一区、第二区、第三区分别适于朝向第一上凹槽、第二上凹槽、连接通道变形，泄气嘴位在第一上凹槽内，且第二区的阀嘴抵靠于第二下凹槽底面的设计。气体从进气口进入第一下凹槽且累积到一定压力之后，会先推挤阀件的第一区使其往第一上凹槽变形且抵住泄气嘴，接着推挤阀件的第三区使其往连接通道变形，再推挤阀件的第二区使阀嘴离开第二下凹槽的底面，而依序流过第二下凹槽、阀嘴及第二上凹槽，最后从出气口排出。换句话说，气体在从第一下凹槽流至第二下凹槽的过程中，阀件的第一区会变形以抵住泄气嘴。此外，气体会累积到足够的压力才能再使阀件的第三区变形，而流动至第二下凹槽，以再次确保泄气嘴会被第一区紧密地抵靠，以避免泄气嘴在之后的出气过程泄气。同样的，气体从第二下凹槽流至第二上凹槽的过程中，也需要有足够的压力才能使阀件的第二区变形，故阀件的第三区与第二区能达到类似于双阀件的效果，第三区的变形可用来再次确认泄气嘴会被第一区迫紧且可让气体从第一下凹槽流到第二下凹槽，第二区的变形可让气体从第二下凹槽流到第二上凹槽。此外，在进气口停止进气之后，阀件便会恢复，恢复的第二区可以阻止气体从第二上凹槽逆流回第二下凹槽，恢复的第三区可以阻止气体从第二下凹槽逆流回第一下凹槽，而达到双重止逆的效果，且恢复的第一下凹槽可使泄气嘴通孔开启，位在上盖与阀件之间的气体能通过泄气嘴自动地排出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。