專利名稱：控制流體在兩流體室之間流動的閥裝置以及設(shè)有這種閥裝置的記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制流體在第一和第二流體室之間流動的閥裝置以及配備有這種閥裝置的記錄裝置。
基本上，由于許多技術(shù)領(lǐng)域中產(chǎn)生的小型化，在這些技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)中尤其是為了在微氣動力學(xué)和微液動力學(xué)方面的控制起見可利用閥，因而普遍要求小型化的并可以簡單方式構(gòu)造成的閥。涉及醫(yī)藥和記錄裝置的技術(shù)也需要這樣的閥。
為了解決這個問題，本發(fā)明涉及一種閥裝置，這種閥裝置具有下列幾個特征一彈體材料軟管件，其壁的外側(cè)與第一流體室接觸而其內(nèi)部空間或內(nèi)腔與第二流體室連通；在軟管件壁上的一個或多個貫穿縫隙，這些貫穿縫隙由于材料所固有的彈體材料的恢復(fù)力在軟管件未變形狀態(tài)下是被封閉的，并且通過軟管件的變形可使其張開；以及一在軟管件上的驅(qū)動件，借助該驅(qū)動件可使軟管件變形以便控制流體通過所述縫隙的流動。
由上述特征的組合可知，用于受機械驅(qū)動的氣體和液體的流量的控制的閥形成本發(fā)明主題的基礎(chǔ)。因此，兩所述流體室可以是兩封閉的容積或也可以是一個供應(yīng)空間及其周圍環(huán)境或大氣，如以下在一實例的基礎(chǔ)上將要更詳細(xì)說明的。
軟管件有利地包括硅酮材料，由于硅酮管作為商業(yè)上大量生產(chǎn)的閥用材料已經(jīng)能夠以許多尺寸和品級獲得，這降低了本發(fā)明的閥裝置的生產(chǎn)費用。硅酮與皮膚是相容的且為身體所容忍。
最優(yōu)選地，將驅(qū)動件制成管件，裝入軟管件的內(nèi)腔并在其縫隙區(qū)的前面終止。這樣的構(gòu)造保證小的驅(qū)動力并通過由變形使之已張開的縫隙將流體從第一流體室完全排入第二流體室。為使其適應(yīng)于應(yīng)用總是可確立軟管件上縫隙的配置和其精確的外形。僅僅必須保證在軟管件未變形的狀態(tài)下該縫隙是封閉的。從而這些必須包括在軟管件壁上的精細(xì)的切口而不是粗糙的開口。
為了獲得閥與變形方向無關(guān)的響應(yīng)特性，可優(yōu)選設(shè)置一組或多組沿軟管件圓周布置的縫隙。
通過總是在軟管件兩末端的前面的軟管件的流體密封安裝，獲得清潔的軟管件連接以及兩流體室之間的間隔。
總之，下列可視為本發(fā)明的閥裝置的優(yōu)點它的耐腐蝕性和很高的耐化學(xué)能力，特別是抗酸和堿，不需要采用金屬元件；它的很小的空間要求；以及小的驅(qū)動力。此外，該閥裝置可在大溫度范圍內(nèi)使用。另外，只采用那些排除產(chǎn)生火花的材料，以便閥裝置也可以在有爆炸危險的環(huán)境中應(yīng)用。
作為本發(fā)明閥裝置的優(yōu)選的應(yīng)用，應(yīng)用于記錄裝置以調(diào)節(jié)墨水在記錄裝置的蓄墨水器與其記錄筆尖之間的流動。
關(guān)于采用這樣一種閥裝置的記錄裝置的進一步發(fā)展的權(quán)利要求，為了避免不必要的重復(fù)，請參閱以下描述，其中閥裝置本身和配備有這種閥裝置的記錄裝置將在附圖的基礎(chǔ)上加以詳述，它們包括一些附加的特征、特性和優(yōu)點。
附圖中

圖1和2示出閥裝置處于封閉和張開狀態(tài)下的示意圖；圖3和4示出軟管件處于未變形和變形的狀態(tài)下的放大圖；以及圖5和6示出通過帶有封閉的和張開的閥裝置的記錄筆的示意縱向剖面圖。
本發(fā)明的閥裝置1以完全示意的形式示于圖1和2。其中心件是用硅酮材料制成的短軟管件2，在軟管件的兩孔口端3、4的前面以流體密封的方式將其安裝入殼體件5內(nèi)。殼體件5屬于第一流體室5’，其中存有流體，例如液體。從而軟管件2在其壁的外側(cè)由在其兩孔口端的安裝部位之間的第一流體空間5’中的液體所包圍。軟管件2的內(nèi)腔6，通過其兩孔口7、8通至第二流體室，該第二流體室作為整體在圖1和2中標(biāo)示為9并以寬的剖面線表面表示。作為驅(qū)動件的管件10通過一個孔口7插入軟管件2的內(nèi)腔6，且該管件10正好插到軟管件2上縫隙11區(qū)域的前面為止。
縫隙11的成形和外形的實例示于圖3和4。三排沿圓周布置的縫隙11大致配置在關(guān)于軟管件2長度的中部。縫隙11是貫穿軟管件的壁的精細(xì)切口。
閥裝置1以封閉的狀態(tài)示于圖1。由于屬于軟管件2的材料中所固有的硅酮彈體材料的恢復(fù)力，縫隙11是封閉的，因此存在于殼體件5(第一流體室5’)內(nèi)的具有很小過壓的流體不可能通過縫隙11進入軟管件2的內(nèi)腔6中。
當(dāng)力F作用在從軟管件2伸出的管件10上時，軟管件2被撓曲和變形，如由圖2中可看出的。位于軟管件2的伸長側(cè)的縫隙11因這樣的變形而被張開，并且流體或氣體可從殼體件5(第一流體室5’)通過縫隙進入軟管件2的內(nèi)腔6并由那里通過孔口7、8進入第二流體室9。為了清楚起見，所述縫隙11的張開在圖4中被夸大了。
如果力F不再作用，則軟管件2再度變直且縫隙11全都被封閉。從而在第一流體室5’與第二流體室9之間的流體連通再度被中斷。
圖1至4中所示閥裝置的應(yīng)用實例示于圖5和6。這涉及以剖面示意地示出的記錄筆M，它具有常用的圓柱形的或成扁平的管狀裝置殼體12，該殼體12具有成圓錐形的頂端13。殼體12形成一記錄筆的書寫流體用的儲存器14。
殼體頂端13中設(shè)有孔口15，軟管件2的一端7以其外側(cè)流體緊密密封的方式安裝于此孔口中。與裝置殼體12的縱軸線共軸式安裝的軟管件2還通過其另一端4安裝在殼體12內(nèi)的裝置支撐元件16中，該支撐元件16具有書寫流體用的通孔17。位于末端4的軟管件2的孔口8用一段硅酮繩式的塞子18緊密密封。記錄筆M的記錄筆尖19通過它的軸20插入位于另一端的孔口7內(nèi)，孔口7處于裝置殼體12的外部。記錄筆尖19本身構(gòu)成閥裝置1的驅(qū)動件，因此它的軸20至多正好達到軟管件2上的縫隙11的前面。此外，記錄筆尖19與其軸20采用對記錄筆M通常所用的纖維材料制造以便根據(jù)毛細(xì)管作用輸送書寫流體。
裝置殼體遠(yuǎn)離殼體頂端13的孔口21又用蓋22將其封閉，蓋22中插入疏水的、半滲透性的膜片式壓力平衡元件23。后者與蓋22用超聲波焊接在一起。
墨水在記錄筆M內(nèi)流動的控制將根據(jù)圖6來說明如果記錄筆M放在一張紙24上，如圖6中只示意地示出的那樣，并且然后對記錄筆尖19施加力F，軟管件2將因記錄筆尖19的軸20而撓曲和變形。以這種方式，軟管件2上的縫隙11張開，因此存在于儲存器14(第一流體室)的液體能夠進入軟管件2的內(nèi)腔6并將通過毛細(xì)管力被輸送入記錄筆尖19而到達紙片24上。按照上述術(shù)語，紙片實際上構(gòu)成第二流體室。只要記錄筆M移離底片并撤去力F，軟管件2就再度變直且由儲存器14向記錄筆尖19的墨水流動被中斷。
最后，如以上所述本發(fā)明的記錄裝置的優(yōu)點可總結(jié)如下墨水流動的調(diào)節(jié)用不復(fù)雜的、成本不高的閥裝置來實現(xiàn)；其作用原理適用于許多類型的書寫膏和液體以及化妝流體；記錄裝置的儲存器容量只由殼體尺寸決定，從而可在一定范圍內(nèi)任選;
能夠應(yīng)用90％以上的書寫流體。由此，與纖維儲存系統(tǒng)相比可達到基本上同樣的填充量而更高的生率率；書寫功效與剩余的儲存器容量無關(guān)；記錄裝置在降下時不受沖擊，不會突然出現(xiàn)書寫流體和連帶的污跡；記錄裝置可以再裝填的方式構(gòu)成；記錄筆尖可隨意定形，并且由于只將它插入軟管件內(nèi)，可以以可更換的方式來設(shè)計；由于基本簡單的構(gòu)造各個元件易于拆除和分離，記錄裝置最適合于回收。
權(quán)利要求
1．用于控制流體在第一和第二流體空間之間流通的閥裝置，它包括彈體材料的撓性管件(2)，其外壁側(cè)與第一流體空間(5’,14)接觸，而其內(nèi)腔(6)與第二流體空間(9,24)連通；撓性管件(2)的壁上的一個或多個貫穿縫隙(11)，由于彈體材料所固有的恢復(fù)力在撓性管件(2)處于未變形狀態(tài)時這些縫隙是封閉的并且通過撓性管件(2)的變形可使之張開；以及管件(2)上的驅(qū)動件(10,19)，通過該驅(qū)動件可使管件(2)變形以控制流體流過縫隙(11)。
2．按照權(quán)利要求1的閥裝置，其特征在于撓性管件(2)由硅酮材料構(gòu)成。
3．按照權(quán)利要求1或2的閥裝置，其特征在于驅(qū)動件制成管件(10)，裝入撓性管件(2)的內(nèi)腔(6)并在其縫隙(11)的前面終止。
4．按照權(quán)利要求1～3中之一項的閥裝置，其特征在于在撓性管件(2)上設(shè)置一排或多排沿圓周布置的縫隙(11)。
5．按照權(quán)利要求1～4中之一項的閥裝置，其特征在于上述撓性管件(2)總是在撓性管件(2)的兩末端(3,4)的前面以流體密封的方式安裝。
6．記錄裝置，該記錄裝置具有按權(quán)利要求1～5中之一項用于調(diào)節(jié)墨水在儲墨水器(14)與記錄筆尖(19)之間的流動的閥裝置。
7．按照權(quán)利要求6的記錄裝置，其特征在于閥裝置(1)的撓性管件(2)以這樣的方式安裝于裝置殼體(12)內(nèi)，即撓性管件(2)的一端(3)通向裝置殼體(12)的外面且其出孔(7)裝有記錄筆尖(19)，這樣，使管件(2)的第二端(4)封閉；撓性管件(2)的部分設(shè)有一個或多個縫隙(11)且在裝置殼體(12)的內(nèi)部以其外側(cè)與記錄裝置的儲墨水器(14)相連接。
8．按照權(quán)利要求7的記錄裝置，其特征在于記錄筆尖(19)設(shè)有插入撓性管件(2)的內(nèi)腔(6)的軸(20)。
9．按照權(quán)利要求8的記錄裝置，其特征在于軸(20)在靠近閥裝置(1)的至少一個縫隙(11)處終止。
10．按照權(quán)利要求6～9中之一項的記錄裝置，其特征在于撓性管件(2)遠(yuǎn)離記錄筆尖(19)的一端連接在裝置殼體(12)內(nèi)部的支撐元件(16)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制流體在第一和第二流體室之間流動的閥裝置,該裝置設(shè)有:一彈性材料軟管件(2),其壁的外側(cè)與第一流體室(5’)接觸而其內(nèi)腔(6)與第二流體室(9)連通;在軟管件(2)壁上的一個或多個連續(xù)縫隙(11),這些縫隙在軟管件(2)的未變形狀態(tài)下由于彈性材料所固有的恢復(fù)力是封閉的而通過軟管件(2)的變形可以使其張開;以及一配置在軟管件(2)上的驅(qū)動件(10),借助該驅(qū)動件可使軟管件(2)變形以控制流體通過所述縫隙(11)的流動。這類閥裝置可以用于例如記錄裝置中。
文檔編號A61M25/00GK1224386SQ97196067
公開日1999年7月28日 申請日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月6日
發(fā)明者奧利弗·魏斯 申請人:奧利弗·魏斯