CN113439174B - 用于流体技术应用的密封膜和带有密封膜的止回阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于流体技术应用的密封膜(1)和带有密封膜(1)的止回阀(9)。应提供一种可低成本且结构简单地制造的用于流体技术应用的密封膜(1)，其可被用作用于止回阀(9)的封闭器件且以其避免在运行中非期望的干扰噪音。该任务通过一种带有面型的弯曲弹性的密封区段的密封膜(1)来解决，该密封区段可以以流体压力弯曲或成拱形，在其中在密封区段的面上或相邻于密封区段的面间隔于密封区段的边缘至少一个形状弹性的摩擦齿(4)如此地构造或布置，使得其与密封区段形成在30°至150°之间的角度且一起随着面型的密封区段的弯曲或拱形运动倾斜，其中，摩擦齿在倾斜方向上指向的侧面处具有接触面(7)。此外，该任务通过一种用于流体技术应用的止回阀(9)来解决，其包括带有流体出口(12)的壳体件(10)，其中，在出口开口的流动路径中布置有先前所描述的密封膜(1)，其以密封区段逆着流动方向贴靠在密封座的密封面处且以流体压力在流动方向上可弯曲或成拱形，其中，至少一个摩擦齿(4)的接触面(7)同时贴靠到与其对应的贴靠面处。

Description

用于流体技术应用的密封膜和带有密封膜的止回阀

技术领域

本发明涉及用于流体技术应用的密封膜和带有密封膜的止回阀。

背景技术

为了简单的控制任务，在现有流体技术中已知止回阀的使用。止回阀在流体技术应用中通常以如下方式用于方向确定，即，其在仅一个方向上允许流体(液体、气体)的流动。在此，一般而言封闭元件在流通方向上由流动流体的压力释放，而其在相反方向上自动地(例如由弹簧的复位力、重力或在流出侧上的流体压力引起地)截止。此外如下是已知的，即，在此作为封闭元件使用由可弹性变形的材料(例如弹性体)构成的起密封作用的膜器件。在此，该膜器件可例如形成截止瓣，其在流动路径中带有或不带有预紧地形状弹性地贴靠在密封面处或被按压到密封座中。如果在流通方向上存在足够的可克服可弹性变形的截止瓣的复位力的流体压力，截止瓣由密封座揭下且释放流动路径。在去除流体压力的情形中，截止瓣形状弹性地回弹到其初始位置中。在相反方向上，截止瓣形状配合地通过其起密封作用的到对应的密封面或密封座处的贴靠截止流动路径。例如在气动领域中，这样的带有密封膜的止回阀用于保护阀或气缸的出口开口的使用是已知的，以便于按照使用环境阻止灰尘、液体或其它物质的侵入。如下在使用用于流体技术应用的密封膜的情形中通常是在技术上不利的，即，该密封膜在确定的流体压力、流量率或操纵频率的情形中由于其形状弹性倾向于振动、振荡或飘荡。尤其在气动应用的情形中，这可能导致非期望的干扰噪音、例如较高的差拍噪音。

由EP 0624744 A1已知一种用于流体技术应用的减振的呈唇状的止回阀。为了阻止非期望的振动和差拍噪音作如下建议，即，由弹性体材料形成的阀体包括减振器，其在流动路径中以自然的固有频率自由地一起振动，其抑制地(例如通过反相位的振动)反作用于阀体的振动运动。由EP 0624744 A1所建议的解决方案在结构上相对复杂，因为减振器的设计方案必须被特别地考虑且协调于阀体的相应的特性和尺寸以及相应的使用目的，以便于可满足期望的功能。此外，该技术解决方案要求确定的空间事件的存在，因此额外的减振器可被自由振动地定位在流动路径中。

由DE 102009018930 A1已知一种带有由可弹性变形的材料形成的面型的截止瓣的止回阀，在其中在截止瓣的面对阀座的侧上布置有止挡元件，截止瓣可相对其止挡，以便于限制截止瓣由阀座提起的程度。通过受限制的开启位置可确保如下，即，流体在其开启位置中在流动技术上适宜地倾斜地流入截止瓣，由此可避免湍流和在流动技术上不利的现象。当可能的流通横截面由于止挡限制被原理引起地降低时，由DE 102009018930 A1所建议的解决方案就此而言是不利的。此外，截止瓣的稳定仅在完全的开启位置中在确定的最小压力的情形中实现。最后，止挡元件必须根据由DE 102009018930 A1所公开的解决方案设置为特别的额外的构件，或该阀根据一种备选的实施方案作为结构上同样复杂的特殊的双止回阀一件式地构造成带有两个截止瓣和一起的布置在其间的截止元件。

发明内容

本发明基于如下任务，即，避免所示出的缺点。尤其地，应提供可低成本且结构简单地制造的用于流体技术应用的密封膜，其可被用作用于止回阀的封闭器件且以其避免在运行中非期望的干扰噪音。

该任务通过根据本发明的密封膜和根据本发明的带有密封膜的止回阀来解决。本发明具有多个有利的改进方案。

本发明的核心形成带有面型的弯曲弹性的密封区段的密封膜，该密封区段可以以流体压力弯曲或成拱形，在其中在密封区段的面上或相邻于密封区段的面间隔于密封区段的边缘至少一个形状弹性的摩擦齿如此地构造或布置，使得其与密封区段形成在30°至150°之间的角度且一起随着面型的密封区段的弯曲或拱形运动倾斜，其中，摩擦齿在倾斜方向上指向的侧面处具有接触面。密封膜的面型的密封区段以如下方式充当封闭元件，即，其在带有或不带有预紧的情形中通过贴靠到带有对应的密封面的密封座或密封座中可被带到其静止位置中。利用足够的、相对密封区段贴靠到对应的密封面或密封座处指向的流体压力，密封区段的形状弹性的复位力可被克服，由此密封区段弯曲或成拱形且流通横截面可被释放。随着面型的密封区段的弯曲或拱形运动，形状弹性的摩擦齿同时倾斜，由此摩擦齿的处在在倾斜方向上指向的侧面处的接触面可与周围环境的对应的止挡面产生接触。在此，摩擦齿的接触面将摩擦阻力施加到对应的止挡面上，由此密封区段的位置由于密封区段和摩擦齿的物理连接在其开启位置中被稳定且密封区段在开启位置中的非期望的振动、振荡或飘荡被阻止或至少被强烈地抑制。由此，非期望的干扰噪音被避免。摩擦齿的宽度和长度、摩擦齿与密封区段形成的角度以及摩擦齿与密封区段的边缘的间距取决于使用环境的给定的几何形状、流体压力和所使用的材料的形状弹性如此来选择，使得在密封区段的开启位置中存在足够的流量且同时存在密封区段的位置的充分的稳定性。在一种结构简单的实施方案中，一个或多个摩擦齿例如间隔于密封区段的边缘垂直于该边缘构造或布置。随着密封区段在以流体压力加载的情形中的弯曲或成拱形，每个摩擦齿同时倾斜且以其接触面自密封区段的确定的开启角度起例如作用到流体通道的内侧处，由此按照摩擦齿的长度自确定的弯曲或拱形角度起可制造稳定密封区段的相对内侧的摩擦阻力。在此，由于摩擦齿的形状弹性使得密封区段在较大的弯曲或拱形区域上的动态稳定成为可能。根据本发明的密封膜具有另外的优点，即，其总体上不仅可低成本地，而且可结构简单地一件式地制造。尤其地，简单地带有一个或多个摩擦齿的密封膜作为弹性体可在单个成型或改型制造步骤中制造。

在带有边缘区域和中心区域的密封膜的情形中，优选地在边缘区域中设置有至少一个密封区段或边缘区域通常构造成密封区段。由此，密封膜片可被紧固在中心区域中，而在边缘区域中所构造的密封区段承担阀功能。

如果密封膜的边缘区域通常构造成密封区段，优选地多个摩擦齿在整个密封区段上相应地等间隔于密封区段的边缘且相应地彼此间隔地构造或布置。由此，确保环绕的密封区段在其整个面上的均匀的弯曲或拱形力矩且因此均匀的密封效果。

通过使摩擦齿在此相应地彼此等间隔地构造或布置，在其整个面上实现密封区段的均匀的稳定。通过使摩擦齿彼此变化间隔地构造或布置，存在另一对密封膜的振动特性的影响。经由摩擦齿的间距的略微变化创造对密封膜的振动特性的额外的影响力矩，由此可额外地避免非期望的周期性振动过程的构建。

在本发明的另一设计方案中，带有在边缘区域中的通常的环绕的密封区段的密封膜具有圆形的底面且摩擦齿呈环形地构造或布置。由此，密封膜可结构简单地被用于保护例如气动阀或气缸的典型的出口开口，其一般而言作为流体通道的出口同样具有圆形的横截面。

在本发明的先前所描述的实施形式的另一设计方案中，在中心区域中构造有至少一个流通开口且围绕该流通开口伸延地形成夹紧面或法兰面或空心凸肩。由此，密封膜可容易地在中心区域中在流体出口上方被定位且例如可以以罩盖由外部被紧固。其可实现穿过在中心区域中的至少一个流通开口的穿流，其通过罩盖可被偏转到密封膜的施加膜功能的边缘区域上。

用于流体技术的出口开口的根据本发明的止回阀包括带有流体出口的壳体件，其中，在流体出口的流动路径中布置有根据先前所描述的实施形式中任一项所述的密封膜，其以密封区段逆着流动方向贴靠在密封座的密封面处且以流体压力在流动方向上可弯曲或成拱形，其中，至少一个摩擦齿的接触面同时贴靠到与其对应的贴靠面处。

在止回阀的先前所描述的实施形式的另一可结构简单地制造的设计方案中，该止回阀构造成具有带有边缘区域和中心区域和圆形底面的密封膜，其中，边缘区域通常构造成密封区段且多个摩擦齿在整个密封区段上相应地等间隔于密封区段的边缘且相应地彼此间隔地总体上呈环形地在密封区段的面上构造或布置。此外，密封膜同时构造成带有中间的流通开口，围绕其周围形成空心凸肩。流体出口构造成带有对应的空心凸肩且密封膜可被插上到该空心凸肩上或可被插入到该空心凸肩中。在密封膜的背对流体出口的侧上，圆形的在横截面上呈帽子状的罩盖可被紧固，其中，罩盖的头部件的环绕的侧面在周缘侧包围呈环形构造或布置的摩擦齿且罩盖的环绕的内边缘区段以如下方式形成带有密封面的密封座，即，其相对密封区段的平面在壳体的方向上倾斜地构造，从而边缘侧的密封区段在轻微的弯曲或拱形位置中在预紧的情形下齐平地贴靠在内边缘区段处，其中，罩盖形成另一环绕内边缘区段的外边缘区段，其由齿廓形成或设计成带有通过开口的连续的轴环且以其可将罩盖紧固在壳体处或在壳体中，其中，在边缘侧的密封区段下方形成空腔，该密封区段在流体压力的情形下在弯曲或拱形运动中可接合到该空腔中，其中，摩擦齿倾斜且以其接触面贴靠到罩盖的头部件的环绕的侧面的形成贴靠面的内侧处。在加载流体出口的情形中，密封膜的中间的流通开口被穿流且流体流在密封膜的背对流体出口的侧上通过罩盖被偏转到密封膜的通常构造成密封区段的边缘区域上。在存在足够的流体压力的情形中，密封区段的形状弹性的复位力被克服，由此密封区段由形成带有密封面的密封座的内边缘区段在弯曲或拱形运动中揭下，其中，其接合到空腔中且释放用于流体流的流通横截面。流体流可通过被释放的流通横截面、空腔和外边缘区段的通过齿廓或作为轴环的通过开口形成的开口逸出到大气中。随着密封区段的弯曲或成拱形，摩擦齿同时倾斜且以其相应在倾斜方向上指向的接触面同时贴靠到罩盖的头部件的环绕的侧面的形成贴靠面的内侧处且将摩擦阻力施加至该内侧，由此密封区段的位置由于密封区段和摩擦齿的物理连接在其开启位置中被稳定且阻止密封区段在开启位置中的非期望的振动、振荡或飘荡或至少被如此强烈地抑制，以至于非期望的干扰噪音不被发出。

在止回阀的先前所描述的实施形式的另一设计方案中，密封膜在中心区域中具有多个呈环形围绕空心凸肩周围构造或布置的稳定齿。这些稳定齿以如下方式用于密封膜在中心区域中的额外的稳定，即，其阻止或限制相对罩盖的头部件的顶部的可能的往复运动。稳定齿的长度为此优选地如此来选择，使得相对顶部的形状配合可被建立。在此，使得流体流动穿过稳定齿的间隙成为可能。

附图说明

本发明的另外的优点在下面与本发明的优选的实施例的描述一起借助附图更详细地示出。其中：

图1显示了密封膜的透视图；

图2显示了在静止位置中的带有根据图1的密封膜的止回阀的截面图；

图3显示了带有流体流的流动路径的示意性图示的在加载位置中的根据图2的止回阀的截面图；

图4显示了带有密封区段的拱形的示意性图示的在加载位置中的根据图2的止回阀的截面图。

具体实施方式

图1以透视图显示了密封膜1。密封膜1由形状弹性的弹性体形成且具有带有外部环绕的边缘区域2和内部的中心区域3的圆形底面。边缘区域2形成连续的密封区段。直接相邻于由边缘区域2形成的密封区段的面，垂直于密封膜1的底面(且因此同时垂直于由边缘区域2形成的密封区段的平面)呈环形地布置有多个摩擦齿4，其中在图1中为了更好的清晰性起见仅示例性地标记摩擦齿4。在此，摩擦齿4相应地是等间隔于形成密封区段的边缘区域2的外部边缘以及彼此等间隔地布置。备选地，摩擦齿4在相应等间隔于外部边缘的情形中同样可彼此以略微变化的间隔布置(在图1中未示出)，由此如果需要存在对密封膜1的振动特性的额外的影响力矩。在中心区域3中形成中间的流通开口5。围绕流通开口5周围呈环形地布置有多个稳定齿，其中在图1中为了清晰性起见仅示例性地标记稳定齿6。摩擦齿4在其相对形成密封区段的边缘区域2的外部边缘指向的侧面处相应地具有接触面7，其中，在图1中为了清晰性起见仅示例性地标记接触面7。围绕中间的流通开口5伸延地构造有空心凸肩8。

图2至4显示了在安装位置中的带有根据图1的密封膜1的止回阀9。在气动阀壳体的壳体件10中形成流体通道11，其以圆柱形开口作为流体出口12结束。流体出口12在其外侧处构造成带有对应于密封膜1的空心凸肩8的空心凸肩13。密封膜1以空心凸肩8被插上到空心凸肩13上。在密封膜1的背对流体出口12的侧上布置有罩盖14，其具有圆形的基本形状(在图2至图4的图示中透视引起地不可被辨认出)。在横截面中，罩盖14具有帽子形状，带有由环绕的侧面14a和顶部14b形成的头部件、环绕的内边缘区段14c和环绕内边缘区段14c的外边缘区段14d。以环绕的侧面14a，罩盖14在此在周缘侧包围密封膜1的摩擦齿4(在图2至4中为了更好的清晰性起见仅两个摩擦齿4被示例性地标记)。在此，密封膜1在中心区域3中以稳定齿(在图2至4的图示中为了更好的清晰性起见仅稳定齿6被示例性地标记)形状配合地相对罩盖14的顶部14b被紧固。外边缘区段14d由带有间隙的齿廓形成，这在图2至4的图示中透视引起地不可被辨认出。以外边缘区段14d，罩盖14同时以如下方式被力配合且形状配合地紧固在壳体件10的围绕流体出口12伸延的圆柱形的凹口中，即，其被压入到该凹口中。

在图2中示出了在其静止位置中的密封膜1，在其中流体出口12未被加载。在此，密封膜1以形成密封区段的边缘区域2密封地贴靠在罩盖14的内边缘区段14c的内侧处。在此，内边缘区段14c的内侧同时充当用于密封膜1的密封区段的密封面和密封座。在密封膜1的边缘区域2下方，壳体件10的围绕流体出口12伸延的圆柱形的凹口形成空腔15。

图3和4显示了在其开启位置中的密封膜1，其在流体出口12加载以足够压力的情形中占据该开启位置。流体的流动路径在图3中通过箭头A和B被示出。在流体出口12的加载的情形中，密封膜1的中间的流通开口5由流体穿流(箭头A)且流体流在密封膜1的背对流体出口12的侧上通过罩盖14被偏转到密封膜1的环绕的通常构造成密封区段的边缘区域2上(箭头B)。在此，流体流经过在稳定齿6之间的间隙。在存在足够流体压力的情形中，密封膜1的形成密封区段的边缘区域2的形状弹性的复位力被克服，由此边缘区域2由罩盖14的内边缘区段14c的内侧在拱形运动中揭下，其中，其接合到空腔15中且释放用于流体流的流通横截面。流体流通过被释放的流通横截面使空腔15逸出到大气中，其中，其经过由外边缘区段14d形成的齿廓的间隙。密封膜1的形成密封区段的边缘区域2的拱形运动的方向在图4中通过箭头C被示出。随着边缘区域2的成拱形，摩擦齿4同时倾斜且在此以其相应在倾斜方向上指向的接触面7贴靠到罩盖14的环绕的侧面14a的形成贴靠面的内侧处且将摩擦阻力施加到其上。由此，密封膜1的形成密封区段的边缘区域2的位置由于边缘区域2和摩擦齿4的物理连接被稳定在其开启位置中且在开启位置中的密封区段的非期望的振动、振荡或飘荡被阻止或至少如此强烈地被抑制，以至于非期望的干扰噪音不被发出。

止回阀9在结构上可特别简单且低成本地制造，因为其除了带有相应钻孔的壳体件10以外仅由密封膜1和罩盖14形成。在此，密封膜1可简单地作为弹性体件以成型或改型方法来制造。罩盖14可简单地作为金属件以冲压方法或作为塑料件以注塑方法来制造。

附图标记列表

1密封膜

2边缘区域

3中心区域

4摩擦齿

5流通开口

6稳定齿

7接触面

8,13空心凸肩

9止回阀

10壳体件

11流体通道

12流体出口

14罩盖

14a侧面

14b顶部

14c内边缘区段

14d外边缘区段

15空腔。

Claims (7)

1.一种密封膜(1)，其具有边缘区域(2)和中心区域(3)，其中，所述边缘区域(2)连续地构造成面型的弯曲弹性的密封区段，所述密封区段能够以流体压力弯曲或成拱形，其中，在所述密封区段的面上或相邻于所述密封区段的面多个形状弹性的摩擦齿(4)在整个密封区段上相应地等间隔于所述密封区段的边缘且相应地彼此间隔地构造或布置，其中，所述摩擦齿(4)与所述密封区段形成在30°至150°之间的角度，其中，所述摩擦齿相应地在其在倾斜方向上指向的侧面处具有接触面(7)，其特征在于，所述摩擦齿(4)一起随着面型的密封区段的弯曲或拱形运动倾斜，且所述密封膜(1)一件式地实施。

2.根据权利要求1所述的密封膜(1)，其特征在于，所述摩擦齿(4)相应地彼此等间隔或变化间隔地构造或布置。

3.根据权利要求1或2所述的密封膜(1)，其特征在于，该密封膜具有圆形的底面且所述摩擦齿呈环形地构造或布置。

4.根据权利要求1或2所述的密封膜，其特征在于，在所述中心区域(3)中构造有至少一个流通开口(5)且围绕该流通开口伸延地形成夹紧面或法兰面或空心凸肩(8)。

5.一种用于流体技术的出口开口的止回阀(9)，包括带有流体出口(12)的壳体件(10)，其特征在于，在所述出口开口的流动路径中布置有根据权利要求1至4中任一项所述的密封膜(1)，其以密封区段逆着流动方向贴靠在密封座的密封面处且以流体压力在流动方向上可弯曲或成拱形，其中，所述摩擦齿(4)的接触面(7)相应地贴靠到与其对应的贴靠面处。

6.根据权利要求5所述的止回阀(9)，其中，所述密封膜(1)具有边缘区域(2)和中心区域(3)，且其中，在所述中心区域(3)中构造有流通开口(5)且围绕该流通开口周围形成空心凸肩(8)，其特征在于，所述流体出口构造成带有对应的空心凸肩(13)且所述密封膜(1)可被插上到该对应的空心凸肩上或可被插入到该对应的空心凸肩中，且圆形的在横截面上呈帽子状的罩盖(14)可被紧固在所述密封膜(1)的背对所述流体出口(12)的侧上，其中，所述罩盖(14)的头部件的环绕的侧面(14a)在周缘侧包围呈环形构造或布置的摩擦齿(4)且所述罩盖(14)的环绕的内边缘区段(14c)以如下方式形成带有密封面的密封座，即，其相对所述密封区段的平面在壳体的方向上倾斜地构造，从而边缘侧的密封区段在略微的弯曲或拱形位置中在预紧的情形下齐平地贴靠在内边缘区段(14c)处，且其中，所述罩盖(14)形成另一环绕所述内边缘区段(14c)的外边缘区段(14d)，其由齿廓形成或设计成带有通过开口的连续的轴环且所述罩盖(14)可利用其被紧固在壳体处或在壳体中，且其中，在边缘侧的密封区段下方形成空腔(15)，该密封区段在流体压力的情形下在弯曲或拱形运动中可接合到该空腔中，其中，所述摩擦齿(4)倾斜且以其接触面(7)贴靠到所述罩盖(14)的头部件的环绕的侧面(14a)的形成所述贴靠面的内侧处。

7.根据权利要求6所述的止回阀(9)，其特征在于，所述密封膜(1)在所述中心区域(3)中具有多个呈环形围绕所述密封膜(1)的空心凸肩(8)构造或布置的稳定齿(6)。