阀装置的利记博彩app

专利名称：阀装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及阀装置。更特别地，本发明涉及配置为用于基于膜的流 体系统的阀装置。
背景技术：
基于膜的流体系统用于处理如生物流体等流体。在这种系统中，流 体经常被泵送、隔离、混合、发送、融合、分离和/或储存。为使这种流 体操作是可能的，采用可阻止和/或允许流体流经流体通道的阀装置。在 基于膜的流体系统中，通常需要单向、溢流和双向阀装置。基于膜的流体系统的实例见于例如美国专利6382923、 6663359、 5178182、 6416293、 4865584和4470760。在这些系统中提出了不同的阀 装置。但是，这些阀装置结构复杂。特别地，这些阀不适于在单层基体 中使用。在美国专禾U 2004/0209354 、 2002/0155010 、 2004/0155213和 2004/0148777中描述了基体系统中单向阀的多个实例。而且，这些单向 阀结构复杂，其每个单向阀装置包括多层基体。此外，已公开的阀结构 仅可用作单向阀。 .
发明内容本发明一个目的是提供结构较为简单的阀装置，使阀装置可用于包 括单层基体和膜的基于膜的流体系统中。该目的由包括基体和膜的阀装置实现，所述膜至少在阀区域周围被 结合到基体上，所述基体包括第一通道和第二通道，第一通道和第二通 道在阀区域终止，第一通道在阀区域中具有第一通道端面、且第二通道 在阀区域中具有第二通道端面，其中第一通道端面的面积大体上大于第 二通道端面的面积。阀区域是基体和膜没有相互结合的区域。在该区域中，柔性膜可从 基体被推动或抬起，使基体和膜之间有间隙。通过该间隙，第一和第二 通道流体连通，流体可从第一通道流至第二通道或反之亦然。但是，当 膜在阀区域中紧靠基体即在通常的常规位置时，第一和第二通道之间的 流体连通将被阻断，因此第一和第二通道之间不可能流通。第一和第二通道的第一和第二通道端面分别是各通道位于阀区域 中、且位于膜所在的基体一侧的平面内的端面。大体上大于是指第一通道端面的面积是第二通道端面面积的至少1.5倍，优选是第二通道端面面积的至少2.5倍，更优选是第二通道端面 面积的至少5倍。当第一通道中压力增加到某一水平时，柔性膜将从基体被抬起，具 有该结构的阀装置可将流体从第一通道泵送至第二通道。此后流体将流 经阀区域中基体与膜之间的(临时)间隙。通常，在阀区域中将膜从基体抬起时需要一定的力。由于第一通道 端面大体上大于第二通道端面，当流体在第一通道受压时更易于获得打 幵阀的力。由于可选择力的水平使得仅需利用"常规"流体压力，第一 通道就会产生足够的力以将膜从基体抬起，从而实现单向阀。打开阀所需的力水平也可进行选择，以符合对系统常规使用过高的 压力水平。在这种构型中，阀装置可用作溢流阀。还可以从两个通道均可经阀区域泵送流体的方式选择力水平。因此 应清楚的是，对于同样的打开力水平，与第一通道相比在第二通道中需 要更大的压力，以获得经阀区域的流动。在一个实施例中，在阀区域外的第一通道和/或第二通道的纵向壁的 至少一部分由膜形成。这种通道可容易地形成在基体中。例如，可在基 体中设置纵向凹槽，其中凹槽由膜覆盖。在一个实施例中，第一和第二 通道均以这种方式制成。在另一实施例中，单层基体可设置有两个膜， 分别位于基体每侧。此后每个膜可形成第一或第二通道中的一个的纵向 壁的一部分。位于与阀区域相反的膜一侧的通道此后可由穿过基体的孔 与阀区域相连。这种孔也可以容易地形成在基体中。在一个实施例中，阀装置包括柱塞，所述柱塞可在与基体相反一侧 在阀区域的至少一部分中被挤靠到膜上。该柱塞将膜挤靠到基体上，这 样可用于设定打开阀所需的最小力。因此，阀装置可包括配置为将柱塞 挤靠到膜上的压紧装置。通过使用压紧装置可设定最小力。在一个实施例中，压紧装置可以是可调节或不可调节的被动装置。 例如压紧装置可包括将柱塞推靠到膜上的弹簧元件。该弹簧元件可以是 片簧，或任何其它适用弹簧，还可使用如机械、气动、电力或磁力装置。
在另一实施例中，压紧装置可以是主动装置，主动装置可主动控制 施加在柱塞上、从而施加在膜上的压力。在一个实施例中，柱塞包括配置为被挤靠到膜上的凸缘，其中凸缘 被设计为将阀区域分成第一部分和第二部分，其中第一通道端面位于第 一部分中，第二通道端面位于第二部分中。通过在柱塞上提供凸缘，可 对膜施加较高的局部压力。这使得膜在阀区域中可更好地密封在基体上， 防止在阀装置关闭时，即在还没有达到打开阀的设定压力之前发生任何 泄漏。利用这种凸缘，从关闭阀到打开阀的转换以及相反的转换大体上 更迅捷。本发明还涉及包括一个或多个根据权利要求1至11中任一权利 要求的阀装置的基于膜的流体系统。


根据本发明的阀装置的其它优点和特性通过参考附图描述，其中:图1是根据本发明阀装置第一实施例的底视图；图2是图1中第一实施例横截面的侧视图；图3是根据本发明阀装置第二实施例的底视图；图4是图3中第二实施例横截面的侧视图。
具体实施方式
图1和图2所示为根据本发明阀装置的第一实施例，通常以参考序 号10表示。阀装置11包括基体12和柔性膜13，所述柔性膜的大部分表 面区域与基体12接合。在本实施例中，基体12和柔性膜13通过粘合层 14相互连接。但是，只要基体12和柔性膜13之间的连接为流体密封的 以使不会发生泄漏或污染，可使用例如双面胶带、焊接等任一适用连接 方式。在阀区域15中，基体12和膜13未相互连接以使阀机构是可能的。 该阀区域15在图1中显示为虚线圆形，但该阀区域15可具有任一适用 形状。在基体12的底侧设置第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽位 于阀区域15之外被膜13覆盖，以形成第一流体通道16和第二流体通道 17。这种流体通道16、 17可易于制造，因为在基体12各侧面之一中较 易于机加工或模制凹槽。因为膜13已经用于阀机构，形成流体通道16、 17纵向壁一部分的膜13也可易于使用。在阀区域15内，流体通道16包括具有通道端面19的流体通道端部 腔18。该通道端面19为流体通道端部腔18位于基体12底面的平面内的 表面区域。当流体通道16内流体压力增加时，该通道端面19即为对膜 13施加压力的表面区域。通道端面19大体为马蹄形。相应地，流体通道17在阀区域15内包括具有通道端面21的流体通 道端部腔20。同样，当流体通道17内流体压力增加时，该通道端面21 即为阀区域15中对膜13施加压力的表面区域。阀装置10还包括柱塞22，所述柱塞在与基体12相反的一侧通过压 紧装置23被压靠膜13，所述压紧装置在图中以螺旋弹簧示意性表示。在 本实施例的阀装置10中，压紧装置23为被动装置，这是指该压紧装置 23对膜13施加不可由控制器件等调节的恒力。在一个实施例中可能通过
例如固定螺丝调节被动压紧装置。当采用被动压紧装置23时，优选使用 片簧，因为这种压紧装置由于没有摩擦和游隙因此可平稳工作。压紧装置23挤压柱塞22紧靠阀区域15中的膜13。因此膜13被挤 压紧靠基体12，使得通常当没有泵送压力施加于流体通道16、 17其中一 个时，基体12和膜13之间无流体流动。当第一流体通道16内的流体压力现在被增大时，通过通道端面19 的区域增大的该流体压力对膜13施加力。如果该力大于柱塞对膜13施 加的力，则膜13和柱塞22可从基体12被抬起，使得在阀区域15中形 成基体12和膜13之间的间隙。流体可通过该间隙从流体通道16流至流 体通道17。打开阀所需的阀打开力由膜13的弹性和柱塞22所施加的力 决定。因此该力由如上所述可调的弹簧力设定。应注意，马蹄形通道端 面19的优点是压力将或多或少地被均匀分布在整个柱塞22的顶面。通 常是有利的是，通道端面19、 21的中心的一个或两个与接触膜13的柱 塞22的表面中心位于同一直线上。此外，如果第二流体通道17中的流体压力增大，通过通道端面21 的区域增大的该压力提供可比柱塞22所施加的力大的力。当该力较大时， 阀可打开，流体可从流体通道17流至流体通道16。但是，由于通道端面 21大体上小于通道端面19，流体通道17中打开阀装置所需的流体压力 大体上大于流体通道16中打开阀装置所需的流体压力。根据设定力，阀装置IO可用作单向阀或溢流阀。当设定力在如下范 围内，即在流体通道16中常规泵送流体压力提供足以打开阀的压力，但 是流体通道17中同样的常规泵送流体压力将不能提供足以打开阀的压力 时，阀可用作单向阀。如果打开阀所需压力超过流体通道16和流体通道17的常规泵送流体压力，则阀装置IO可用作溢流阀。也可能是，在流体 通道16和流体通道17中的常规泵送流体压力均足以打开阀。此时阀装 置IO可用作双向阀。图3和图4所示为根据本发明阀装置的第二实施例。在这些图中， 与图1和图2中阀装置部分相同的部分用同样的参考序号标出。图3和图4中阀装置10的结构大体与图1和图2中阀装置10的结 构相一致。以下仅描述不同之处。流体通道17通常在基体12与膜13位置相反的一侧延伸。同样该流 体通道由纵向侧敞开并被膜24覆盖的凹槽形成。但是，膜24也可为适 于闭合凹槽的任何其它元件。流体通道17可通过贯通通道25与基体相 反的一侧(即放置膜13的一侧)流体连通，所述贯通通道可例如通过模 制或钻孔形成在基体12中。该替代实施例也较易于制造并可使两个流体 通道交叉(基体每一侧12各一个)。如此可在单层基体上提供更复杂的 流体处理和流动。柱塞22包括围绕流体通道17的通道端面21的连续凸缘24。该凸缘 24从柱塞22顶面突出。该突出的凸缘24可使膜13更好地密封在基体 12上，由此使阀装置10更好关闭。在本实施例中，凸缘围绕流体通道 17的通道端面21。凸缘也可以是不连续的，而是从阀区域15 —侧向另 一侧延伸。在任一情况下，凸缘应大体将阀区域15划分成两个部分。通 道端面19、 21中的一个应在一个部分之内，通道端面21、 19中的另一 个应在另一部分之内。
本发明所指凸缘可包括可改进膜13在基体12上的密封的任何突出 边缘等。图3和图4中的实施例的压紧装置23是主动的，这是指例如通过使 用控制器件可改变柱塞22挤靠膜13的力。如此，阀装置10的特性可根 据例如流体处理的进程进行转换。压紧装置可为例如气动或液压缸、或 机械或机电装置。当阀装置例如用作单向(单一方向)阀时，可改变打开阀所需力的 水平，使得例如当己知某流体腔己充满时可降低力的水平，使得单向阀 15被打开且多余流体可被排出。在这种情况下，在使流体通过阀之前， 无需增加流体压力至"超过常规"水平。同样，在双向阀的情况下，打开阀的力水平可取决于环境。如果例 如需要流体从流体通道17流至流体通道16，可暂时减小柱塞22的压力。此外，根据处理要求，主动压紧装置通过将打开力水平设定至某模 式的特定水平，可在不同阀装置模式(单向、溢流及双向)之间转换。本领域技术人员应理解，在本发明范围内可进行多种改进或更改。 这种改进或更改应视为落入权利要求所限定的本发明范围内。
权利要求
1.一种包括基体和弹性膜的阀装置，所述膜至少在阀区域周围被结合到所述基体上，所述基体包括第一通道和第二通道，第一通道和第二通道在阀区域终止，所述第一通道在阀区域中具有第一通道端面、且所述第二通道在阀区域中具有第二通道端面，其中第一通道端面的面积大体上大于第二通道端面的面积。
2. 如权利要求l所述的阀装置，其中第一通道和/或第二通道的纵向壁的至少一部分由所述膜形成。
3. 如权利要求1或2所述的阀装置，其中阀装置是被动阀装置。
4. 如权利要求1或2所述的阀装置，其中阀装置是溢流阀。
5. 如权利要求1至4中任一权利要求所述的阀装置，其中阀装置还 包括柱塞，所述柱塞在与所述基体相反一侧在至少一部分阀区域中被挤 靠所述膜。
6. 如权利要求5所述的阀装置，其中阀装置包括配置为将所述柱塞 挤靠到所述膜上的压紧装置。
7. 如权利要求6所述的阀装置，其中压紧装置将所述柱塞挤靠到所 述膜上的力是可调的。
8. 如权利要求6或7所述的阀装置，其中压紧装置是主动的，以调 节所述力。
9. 如权利要求6至8中任一权利要求所述的阀装置，其中压紧装置 包括弹簧，优选为片簧。
10. 如权利要求5至9中任一权利要求所述的阀装置，其中柱塞包括配置为被挤靠到所述膜上的凸缘，其中所述凸缘设计为将所述阀区域分 成第一部分和第二部分，第一通道端面位于所述第一部分中，且第二通 道端面位于所述第二部分中。
11. 如权利要求IO所述的阀装置，其中所述凸缘是连续的、且设计 成环绕第一通道端面和第二通道端面中的一个。
12. —种基于膜的流体系统，包括一个或多个如权利要求1至11中 任一权利要求所述的阀装置。
全文摘要
本发明涉及包括基体(12)和弹性膜(13)的阀装置(10)，所述膜至少在阀区域周围被结合到基体上。基体包括第一通道(16)和第二通道(17)，第一通道和第二通道在阀区域中终止，第一通道在阀区域中具有第一通道端面(19)、且第二通道在阀区域中具有第二通道端面(21)，其中第一通道端面的面积大体上大于第二通道端面的面积。
文档编号F16K7/12GK101213392SQ200680023811
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月26日 优先权日2005年6月30日
发明者A·W·D·M·范登·比加特, R·C·德·吉尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司