專(zhuān)利名稱(chēng)：用于飲用容器的低壓?jiǎn)?dòng)閥的開(kāi)啟力最大化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于飲用容器的低壓?jiǎn)?dòng)的自調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟力最大化裝置。所述容器可容納加壓或不加壓軟飲料或者其它液化食物。所述裝置用于與所述容器的飲料管口一起使用。
背景技術(shù)：
用于飲料閥的自動(dòng)開(kāi)口的低壓?jiǎn)?dòng)裝置從現(xiàn)有的專(zhuān)利公開(kāi)文件(包括US 6,290,090)中可知。根據(jù)US 6,290,090的開(kāi)口機(jī)構(gòu)包括壓力響應(yīng)膜，用于啟動(dòng)裝有含二氧化碳的加壓飲料的飲料罐的閥。所述閥允許罐內(nèi)包含物自由溢出來(lái)飲用。形成飲料閥的操縱件的膜是同心的，圍繞飲料罐的縱軸形成近似平面，所述平面垂直于縱軸。膜還沿其整個(gè)圓周固定連接。通流桿(flow-through stay)是閥的密封件的一部分，所述密封件將膜連接至用于開(kāi)啟或關(guān)閉罐的出口。當(dāng)使用者在膜的一側(cè)上吸低壓時(shí)，使膜啟動(dòng)，從而在膜上產(chǎn)生壓差。壓差產(chǎn)生在軸向和閥口方向移動(dòng)膜和密封件的壓力。由于膜的啟動(dòng)表面大于覆蓋出口的閥表面，所以產(chǎn)生和傳遞閥開(kāi)啟力，其中閥開(kāi)啟力大得足以使閥門(mén)打開(kāi)，即使處于罐中存在給定高壓的情況下也是如此。
對(duì)于使用這種類(lèi)型的膜結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)啟裝有加壓液體的飲用容器的閥，具有以下缺陷由于根據(jù)US 6,290,090的平面膜的周?chē)鷧^(qū)域被固定，從而在所述壓力影響期間幾乎不移動(dòng)，主要是膜的中央部分軸向移動(dòng)。由此減小了有效的壓力響應(yīng)膜表面面積，使得相當(dāng)微小的力傳遞給閥密封件。增加膜徑向的面積可以解決這一問(wèn)題。然而，當(dāng)用于膜直徑受到瓶蓋直徑限制的標(biāo)準(zhǔn)瓶蓋時(shí)，這樣的方案是不可能的。然而，使用者可以通過(guò)增加膜上的吸力來(lái)補(bǔ)償縮小的有效膜面積和減小的壓力。然而，使用者必須使用不成比例大的吸力，尤其是在對(duì)飲料罐加壓開(kāi)始打開(kāi)閥期間。這種閥裝置不能被認(rèn)為是非常實(shí)用和對(duì)用戶(hù)友好的。
此外，這種膜結(jié)構(gòu)沒(méi)有設(shè)置用于將膜壓力聚集并傳遞至閥密封件的支撐件。
膜結(jié)構(gòu)也沒(méi)有設(shè)置限制在加壓飲料罐的閥打開(kāi)期間需要的初始吸力的任何開(kāi)啟力最大化裝置。
密封件還設(shè)置在罐出口的下游側(cè)，使得其在飲料罐中的給定過(guò)壓下自動(dòng)開(kāi)啟。液態(tài)物質(zhì)因此會(huì)意外流出罐。如果想要避免這種非故意的影響，閥就必須僅用在包含非碳酸飲料的飲料罐上，這沒(méi)有實(shí)現(xiàn)根據(jù)US6,290,090的閥裝置的目標(biāo)。可能地，膜必須被加強(qiáng)或支撐以防止對(duì)液態(tài)物質(zhì)加壓時(shí)其意外流出，因此，使用者必須施加額外的吸力給膜。然而，這樣還減弱了閥的功能性和用戶(hù)友好性。
關(guān)于普通的瓶蓋和碳酸飲料，這種膜結(jié)構(gòu)的主要問(wèn)題因而在于其有效膜面積太小以至于不能提供足夠的閥開(kāi)啟力，尤其在閥的開(kāi)啟階段。為此，根據(jù)US 6,290,090的閥裝置被認(rèn)為不太實(shí)用和不太對(duì)用戶(hù)友好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足。
通過(guò)隨后的說(shuō)明和所附的權(quán)利要求書(shū)中所披露的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。
本閥裝置的特別之處在于其用于在閥開(kāi)啟的初始階段將最大的開(kāi)啟力傳遞給閥密封件，即使使用者采用中等低壓來(lái)啟動(dòng)閥裝置。這種效果使得閥更加用戶(hù)友好化，特別是當(dāng)密封件必須抵抗飲用容器中的過(guò)壓力打開(kāi)時(shí)。當(dāng)飲用碳酸飲料時(shí)，例如，打開(kāi)瞬間的壓力將總是大于后續(xù)飲用階段的壓力。閥裝置還有利于具有較小吸力的人士，包括小孩和一些病殘人士。
關(guān)于用于容器的飲料管口，閥裝置的具體實(shí)施例還提供下面的示范性實(shí)施例在其產(chǎn)生期間最大的優(yōu)勢(shì)。
原則上，根據(jù)本發(fā)明的閥裝置通過(guò)利用沿著膜形式的套筒狀本體上升的張力工作，張力被傳遞給閥密封件。張力在供應(yīng)壓差給膜時(shí)產(chǎn)生，且從其縱向垂直偏轉(zhuǎn)。這造成膜軸向收縮且造成密封件軸向移動(dòng)。
將在以下描述的適用于本發(fā)明的原則通過(guò)下述在其兩個(gè)末端之間延伸的繩索的模擬得到最好的解釋。所述膜偏轉(zhuǎn)將以與延伸的繩索經(jīng)受橫向力“S”時(shí)垂直于其縱向變形的方式大致相同的方式進(jìn)行。繩索模擬示出了應(yīng)用到本閥裝置中的力。繩索上的橫向力“S”形成沿著偏轉(zhuǎn)的繩索的反應(yīng)張力“F”。張力“F”傳遞給繩索的連接端，且比所施加的橫向力“S”大數(shù)倍。通過(guò)固定繩索的一端，張力“F”可用于在繩索的縱向(軸向)移動(dòng)繩索的另一端。這種效果與本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)的效果類(lèi)似。在偏轉(zhuǎn)期間，任一連接端的張力“F”可被分解成軸向力分量“Fa”，其平行于偏轉(zhuǎn)之前繩索的原始軸向；以及剪切分量“Fs”，其垂直于所述軸向。存在于繩索的原始軸方向和偏轉(zhuǎn)方向之間的偏轉(zhuǎn)角“a”將隨著偏轉(zhuǎn)的增加而增加。當(dāng)角“a”增加時(shí)，每個(gè)力分量“Fa”和“Fs”的大小將根據(jù)通常的幾何因素而改變，因此根據(jù)三角幾何函數(shù)而改變。力分量“Fa”因此變成(cos“a”)的函數(shù)，而剪切分量“Fs”變成(sin“a”)的函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)均是非線(xiàn)性的。當(dāng)偏轉(zhuǎn)角“a”很小時(shí)，也就是，在繩索偏轉(zhuǎn)的初始期間，軸向分量“Fa”最大。對(duì)于剪切分量“Fs”來(lái)說(shuō)，則相反。偏轉(zhuǎn)還造成繩索的非線(xiàn)性軸向收縮。在本文描述的環(huán)境中，繩索的軸向運(yùn)動(dòng)(收縮)在偏轉(zhuǎn)的初始階段將最小，此后，軸向運(yùn)動(dòng)增加。
在本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)中，還利用相應(yīng)的力和收縮因素。因?yàn)檩S向分量“Fa”將閥開(kāi)啟力傳遞給密封件并有助于此傳遞，所以當(dāng)偏轉(zhuǎn)角最小時(shí)，最大開(kāi)啟力將在膜偏轉(zhuǎn)的初始階段期間傳遞。這意味著膜結(jié)構(gòu)使得在閥的初始開(kāi)啟期間開(kāi)啟力較大和密封件移動(dòng)較小，然而，隨后力減小且密封件移動(dòng)增加。通過(guò)利用繩索原理，閥的開(kāi)啟力相對(duì)于已有的閥開(kāi)啟機(jī)構(gòu)增加顯著，特別是在吸/喝過(guò)程開(kāi)始時(shí)當(dāng)碳酸飲用容器的過(guò)壓處于最大時(shí)。
在使用位置時(shí)，本閥裝置連接至飲用容器的出口，例如，瓶口。特別地，閥裝置包括分隔壁，用于覆蓋和壓力密封地圍繞所述出口，并將飲用容器的內(nèi)部與周?chē)h(huán)境隔離開(kāi)。所述分隔壁設(shè)置有壁開(kāi)口，其上游側(cè)與處于靜止位置的閥密封件壓力密封接觸。
閥裝置還包括外周連續(xù)膜，圍繞分隔壁上的軸并通過(guò)壁開(kāi)口設(shè)置。因?yàn)槟は鄬?duì)于所述軸(以后稱(chēng)之為閥軸)設(shè)置有軸向?qū)挾?，所以其設(shè)置有兩個(gè)軸向終端，包括一個(gè)連接端和一個(gè)操縱端。在使用位置時(shí)，連接端固定連接至所述分隔壁，而操縱端是可活動(dòng)的，并設(shè)置在距離連接端一定軸向距離處。操縱端以張力傳輸?shù)姆绞?tensile-force-transmitting manner)被設(shè)置到閥密封件上，其中所述閥密封件能夠打開(kāi)或關(guān)閉所述分隔壁開(kāi)口。操縱端可被連接至密封件或形成為密封件的操縱端的延伸部。通過(guò)其的支承，密封件被設(shè)置成相對(duì)于壁開(kāi)口可軸向移動(dòng)。這種膜結(jié)構(gòu)因此形成了用于封閉閥軸和密封件的套筒狀膜，所述套筒狀膜舉例來(lái)說(shuō)可以是圓柱和/或圓錐形狀。
為了防止在飲用前意外接觸飲用容器中的包含物，密封件和壁開(kāi)口的邊緣可經(jīng)由在密封件首次移動(dòng)時(shí)破裂的易破密封物連接。然而，使這樣的密封破裂需要在閥的初始開(kāi)啟期間施加額外的力給密封件，本閥裝置適于提供這樣的操作。
通過(guò)使用者在膜的一側(cè)吸低壓來(lái)使本發(fā)明的膜啟動(dòng)，正如根據(jù)US6,290,090的膜。也就是，本發(fā)明的膜與包含物的周?chē)鷫毫_(dá)到壓力平衡。因此膜啟動(dòng)的執(zhí)行與包含物內(nèi)部的壓力無(wú)關(guān)。這樣將本閥同例如相對(duì)于包含物壓力達(dá)到力平衡的片狀閥區(qū)別開(kāi)了。同樣，飲用容器相對(duì)于周?chē)鷫毫_(dá)到壓力平衡。
本發(fā)明的膜的連接形狀和方法顯著地不同于根據(jù)US 6,290,090的裝置的連接形狀和方法。這些不同顯著地影響了在開(kāi)啟閥的過(guò)程中(特別是在初始開(kāi)啟的過(guò)程中)的開(kāi)啟力的順序。
如上所述，根據(jù)US 6,290,090的膜是大致的平面形狀，沿著其圓周連接。當(dāng)處于靜止位置時(shí)，其由此沒(méi)有軸向的縱向延伸。當(dāng)使膜活動(dòng)時(shí)，閥開(kāi)啟張力傳遞給密封件，因此在和膜上的壓差方向相同的方向(也就是，垂直于膜的方向)延伸。這樣造成了上述缺陷，包括作用于閥密封件上的較弱的開(kāi)啟力。
因?yàn)楸景l(fā)明的膜結(jié)構(gòu)設(shè)置有軸向的縱向長(zhǎng)度，這樣意味著可以通過(guò)增加膜的縱向長(zhǎng)度增加膜的有效壓力響應(yīng)面積，而不用增加徑向長(zhǎng)度。因此，可增加膜上的壓力，而不徑向延伸膜。這樣有利于使用膜的徑向長(zhǎng)度受到膜直徑的限制的標(biāo)準(zhǔn)瓶蓋的情形。
作為采用本發(fā)明的膜結(jié)構(gòu)的結(jié)果，施加到膜上的垂直壓差被轉(zhuǎn)換成施加到套筒狀膜的大致縱向上的縱向閥開(kāi)啟力。因此，開(kāi)啟力實(shí)質(zhì)上平行于膜的縱向，但約垂直于壓差的方向。
對(duì)于通過(guò)膜的每個(gè)軸部，在其連接端和其操縱端之間限定了膜的縱向。在圓柱形結(jié)構(gòu)中，膜的縱向延伸平行于閥軸，而在圓錐形結(jié)構(gòu)中，例如，膜并不平行于閥軸。在第二種情況中，縱向延伸將提供至少一個(gè)軸向分量和至少一個(gè)徑向分量。盡管膜的縱向，因而閥開(kāi)啟力的方向并不平行于閥軸，但是其是平行于閥軸的開(kāi)啟力的軸向分量，其中所述閥軸提供密封件相對(duì)于所述壁開(kāi)口的軸向運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)需要的閥功能性和閥幾何形狀，通過(guò)允許膜朝著閥軸向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，或從閥軸向外偏轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)膜偏轉(zhuǎn)。這既可以通過(guò)將膜設(shè)置為朝著閥軸徑向向內(nèi)偏轉(zhuǎn)(膜因而呈現(xiàn)為沙漏的形式)，也可以通過(guò)將膜設(shè)置為從閥軸徑向向外偏轉(zhuǎn)(膜因此膨脹為氣球形狀)而實(shí)現(xiàn)。因此，所述過(guò)壓必須分別施加給膜套筒的內(nèi)部或外部。當(dāng)使用可膨脹的膜時(shí)，其中間部分優(yōu)選形成為縱向波紋管形狀，具有深度適于希望的膨脹程度的軸向延伸褶皺。
此外，為了在膜收縮的縱向傳遞最大的初始開(kāi)啟力，并向前傳遞給閥密封件，當(dāng)處于其非活動(dòng)位置的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，套筒狀膜體必須設(shè)置有最大的縱向長(zhǎng)度(沿著閥軸測(cè)量)。在經(jīng)受橫向力“S”之前，靜止?fàn)顟B(tài)對(duì)應(yīng)于所述繩索處于其延伸或固定狀態(tài)。
只有當(dāng)所述繩索以抑制軸向延伸的方式設(shè)置時(shí)，實(shí)現(xiàn)了初始最大力傳輸，繩索的長(zhǎng)度由此以相關(guān)拉伸負(fù)荷不顯著地延伸。這種性質(zhì)通過(guò)選擇相關(guān)繩索的材料、尺寸和/或結(jié)構(gòu)選擇。因此，包括彈性繩索和橡皮帶的高彈性或彈性形變的繩索是不合適的。然而，所有繩索均具有某種程度的彈性，并將經(jīng)受某種程度的拉伸。通過(guò)選擇在經(jīng)受由于相關(guān)側(cè)力“S”造成的壓力負(fù)載的情況下呈現(xiàn)微小彈性拉伸的繩索，從而實(shí)現(xiàn)了想要的效果。
相應(yīng)地，本發(fā)明的膜必須被設(shè)置為呈現(xiàn)軸向拉伸的方式，膜的軸向長(zhǎng)度因此變得由于施加在膜上的所述壓差造成的相關(guān)壓力負(fù)載而軸向輕微延伸。這種性質(zhì)通過(guò)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇相關(guān)繩索的材料、尺寸和/或相關(guān)膜的結(jié)構(gòu)。由此，所選擇的膜必須能夠以所述壓力負(fù)載體現(xiàn)非顯著彈性縱向拉伸。由于該原因，膜不可輕易地在軸向延伸。結(jié)果，其不能設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)膜長(zhǎng)促進(jìn)變形，例如，同心皺紋或皺褶，其允許膜在軸向張力的影響下發(fā)生軸向延伸。如果這樣，初始應(yīng)力將使膜材料或其變形區(qū)域延伸，而不被傳遞給用于其運(yùn)動(dòng)的密封件。
為了能夠徑向偏轉(zhuǎn)，膜必須是徑向柔性的，因此能夠相對(duì)于閥軸徑向偏轉(zhuǎn)。因此，膜必須具有對(duì)徑向形變的較小阻力。為了在開(kāi)啟時(shí)，使膜具有理想的偏轉(zhuǎn)輪廓，該膜可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)外圍支撐環(huán)，在膜的連接端和操縱端之間隔開(kāi)設(shè)置。為了此目的，膜還可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)掛鉤定位器，例如不牢固的皺褶，其局部化膜的理想偏轉(zhuǎn)區(qū)域。
還可以通過(guò)設(shè)置一定軸向剛性來(lái)軸向支撐膜，例如，通過(guò)軸向延伸皺褶或皺紋，對(duì)徑向偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定阻力。因此，當(dāng)膜在其中閥處于關(guān)閉位置的不活動(dòng)位置靜止時(shí)，在密封件上施加牢固的閉合力。如果通過(guò)適當(dāng)選擇膜材料和幾何形狀，膜也設(shè)置有適合的彈性剛性，則啟動(dòng)的膜也以彈性形式擁有充分多的儲(chǔ)存能量，在作用于膜上的低壓停止時(shí)能將密封件推回到其閥關(guān)閉位置中。因此，膜可設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)軸向支撐物。為此，膜在截面方向觀(guān)看時(shí)設(shè)置為具有軸向支撐效果的六邊形、星形或波形。可選地，密封件可連接至分開(kāi)的彈簧件，在膜處于靜止位置時(shí)，彈簧件向閥裝置的分隔壁中的開(kāi)口壓力密封地推動(dòng)所述密封件。
膜也可繞其閥軸不對(duì)稱(chēng)地形成，所述閥軸包括其連接端和/或操縱端。它也可具有設(shè)置到此處的不對(duì)稱(chēng)定位的密封件。
優(yōu)選地，膜由薄壁塑料材料制成。它也可由其它類(lèi)型的適當(dāng)組合以獲得相關(guān)膜結(jié)構(gòu)中的適合的特性的材料制成。


下面，將示出本發(fā)明的不同的示范性實(shí)施例，其中圖1a示出在相關(guān)密封件放置在閥關(guān)閉位置時(shí)處于靜止位置的圓錐形膜，所述膜設(shè)置為在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)徑向向外移動(dòng)；圖1b示出在密封件放置在閥打開(kāi)位置時(shí)處于啟動(dòng)和膨脹位置的根據(jù)圖1a的膜；圖2示出沿圖1a中所示的不活動(dòng)膜的剖線(xiàn)II-II的徑向截面；
圖3a示出在相關(guān)密封件放置在閥關(guān)閉位置時(shí)處于靜止位置的圓錐形膜，所述膜設(shè)置為在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)徑向向內(nèi)移動(dòng)，且所述膜設(shè)置有掛鉤定位器，所述掛鉤定位器使膜在啟動(dòng)時(shí)具有理想的偏轉(zhuǎn)輪廓(掛鉤定位器未示出)；圖3b示出在密封件放置在閥打開(kāi)位置時(shí)處于啟動(dòng)和徑向收縮位置的根據(jù)圖3a的膜；圖4a示出在相關(guān)密封件放置在閥關(guān)閉位置時(shí)處于靜止位置的部分柱狀部分圓錐形膜，所述膜設(shè)置為在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)徑向向內(nèi)移動(dòng)，且所述膜設(shè)置有外圍支撐環(huán)，所述外圍支撐環(huán)將膜分成所述柱形和錐形部分；以及圖4b示出在密封件放置在閥打開(kāi)位置時(shí)處于啟動(dòng)和徑向收縮位置的根據(jù)圖4a的膜，所述柱狀膜部分造成最大徑向扣緊和最大軸向收縮。
并且，附圖稍微有些失真。
具體實(shí)施例方式
圖1a和圖1b示出帶有瓶口4的瓶2，根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)啟力最大閥裝置連接至瓶2。壓力P3存在于瓶2內(nèi)，而瓶由周?chē)鷫毫1環(huán)繞。其中，閥裝置包括帶有外圍圓周輪緣6a和壁開(kāi)口8的圓錐形分隔壁6，所述分隔壁6連接至瓶2，且經(jīng)由襯圈10壓力密封地圍住瓶口4。
所述閥裝置也包括外圍連續(xù)圓錐膜12。膜12設(shè)置在瓶2外部，且繞分隔壁6上通過(guò)閥開(kāi)口8的閥軸14同心。此外，在所述和隨后的示范性實(shí)施例中的所有閥繞閥軸14同心。并且，膜12具有相對(duì)于閥軸14的軸向長(zhǎng)度，由此膜12具有兩個(gè)軸向終端，所述軸向終端包括連接端12a和操縱端12b。在所述實(shí)例中包括外圍圓周輪緣的連接端12a連接至分隔壁6的圓周輪緣6a的外側(cè)。連接端12a和圓周輪緣6a通過(guò)飲料管口16連接到瓶口4上，所述飲料管口16帶有飲料口17和匹配瓶2上的外螺紋20的內(nèi)螺紋基底18?？梢苿?dòng)的操縱端12b放置在距連接端12一定軸向距離處，且以張力傳遞的方式連接至軸向可移動(dòng)閥密封件22上。在所述示范性實(shí)施例中，密封件22形成正在形成為密封件22的操縱端12b的延伸部。這在閥裝置與瓶2的飲料管口16連接時(shí)提供了很大的生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。因此，膜12和密封件22可以單級(jí)閥部件(piece)由相同材料產(chǎn)生，這簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，并提供了經(jīng)濟(jì)利益。就生產(chǎn)技術(shù)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，所述單級(jí)閥部件可以與分隔壁6一起被傳遞和裝配在一起，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化閥裝置和相關(guān)的飲用容器的隨后裝配。
密封件22包括軸向延伸的通流撐桿24，撐桿24的一端成形和加寬成放置在分隔壁6的內(nèi)側(cè)上的閥頭26，且在圖1a的靜止位置時(shí)壓力密封地靠在閥座28上。撐桿24的另一端形成為外部導(dǎo)套30，所述導(dǎo)套30在閥座28的方向上打開(kāi)，且連接至膜12。在其壁開(kāi)口8處，分隔壁6成形為導(dǎo)套30以互補(bǔ)方式圍住的軸向?qū)蜉S環(huán)(collar)32，由此它們形成密封件22的軸向?qū)U。撐桿24的外圍區(qū)域也設(shè)置有通過(guò)溝槽34，在本發(fā)明的閥打開(kāi)時(shí)用于流體流出。當(dāng)膜12處于靜止位置時(shí)，溝槽34與圖1a的導(dǎo)向軸環(huán)32相對(duì)直接設(shè)置，而在膜12處于圖1b的啟動(dòng)位置時(shí)，它們軸向移動(dòng)到瓶2內(nèi)。
膜12成形為縱向圓錐形波紋管，所述波紋管具有沿其圓周分布的軸向延伸的褶皺36。在膜12處于靜止位置時(shí)通過(guò)膜12的中部的徑向截面中，圖2示出圖1a中的剖線(xiàn)II-II的各個(gè)膜褶皺36。
如圖1b中所示，膜12也設(shè)置為從閥軸14徑向向外移動(dòng)。作為所述膜結(jié)構(gòu)的結(jié)果，吸入室38存在于膜12和所述飲料管口16之間。在用戶(hù)在吸入室38中吸入低壓P2時(shí)，啟動(dòng)膜12。其中，低壓P2必須大得足以克服膜12的靜止阻力，所述靜止阻力表示靜止的膜12的給定彈性剛度，且由其膜材料、尺寸、形狀、和結(jié)構(gòu)形成。當(dāng)?shù)蛪篜2克服靜止阻力時(shí)，膜12軸向收縮，在瓶2中向內(nèi)移動(dòng)密封件22，由此閥打開(kāi)。因此，在閥開(kāi)始打開(kāi)時(shí)，最大開(kāi)啟力傳遞給密封件22。同時(shí)，大氣壓力P1經(jīng)由適當(dāng)?shù)臍饪走M(jìn)入均壓室39，所述室39位于分隔壁6和膜12之間。
在圖1a和1b中，所述氣孔包括適當(dāng)數(shù)目的徑向通氣槽40，所述徑向通氣槽40在分隔壁16的圓周輪緣6a的外側(cè)上形成。相應(yīng)的徑向通氣槽40在圓周輪緣6a的內(nèi)側(cè)上形成，用于使得空氣進(jìn)入圖1b的瓶2內(nèi)部?？蛇x地，所述襯圈10設(shè)置有用于使空氣進(jìn)入的相應(yīng)槽(未示出)。槽40、42必須窄得足以不影響環(huán)繞瓶口4的密封功能，但是它們必須深得足以允許大氣空氣壓力P1經(jīng)過(guò)它們。
分隔壁6的內(nèi)側(cè)在其圓周輪緣6a處設(shè)置有同心的軸向凸出的密封邊沿44。無(wú)論瓶2內(nèi)的壓力P3等于還是大于周?chē)鷫毫1，襯圈10都可壓力密封在密封邊沿44上。為此，襯圈10設(shè)置有彈性偏壓內(nèi)唇沿46，所述內(nèi)唇沿46在靜止時(shí)壓力密封地靠在密封邊沿44上。相反，如果瓶2內(nèi)的壓力P3變得低于周?chē)鷫毫1，例如在從瓶2喝掉流體時(shí)，周?chē)鷫毫1將迫使空氣通過(guò)槽42，且遠(yuǎn)離密封邊沿44推唇沿46，從而使得空氣進(jìn)入瓶2。
根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的第二實(shí)施例在圖3a和圖3b中示出。在可能的地方，相同的附圖標(biāo)記添加前綴“1”表示相同的部分。所述閥裝置也設(shè)置有外圍連續(xù)的圓錐形模112，與前面的膜12相反，其設(shè)置為在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)徑向向內(nèi)移動(dòng)。因此，吸入室138放置在膜112的內(nèi)側(cè)上，而其均壓室139放置在其外側(cè)上。分隔壁106成形為圓柱形，以允許膜112在啟動(dòng)時(shí)徑向移動(dòng)。使得空氣進(jìn)入吸入室138通過(guò)在膜112的連接端112a的外側(cè)上形成的徑向通氣槽140發(fā)生。軸向可移動(dòng)密封件122連接至膜122的操縱端112b。密封件112包括軸向延伸的通流撐桿124，其一端成形為變寬的閥頭126，在靜止時(shí)和在膜112不活動(dòng)時(shí)，壓力密封地靠在圖3a的分隔壁106的內(nèi)側(cè)上的凸輪形閥座128上。此外，分隔壁106的壁開(kāi)口108成形為軸向延伸的變寬軸環(huán)132，其內(nèi)徑大于撐桿124的溝槽134的外徑。靜止時(shí)，在其閥關(guān)閉位置中，溝槽134與軸環(huán)132相對(duì)直接放置，在所述吸入室138和圖3a的飲料開(kāi)口117之間形成連接開(kāi)口。在其另一端，撐桿124形成有外部導(dǎo)向邊沿150，所述導(dǎo)向邊沿150在飲料管口116的飲料開(kāi)口117內(nèi)內(nèi)部形成的環(huán)形導(dǎo)向起152內(nèi)可軸向移動(dòng)。當(dāng)軸向移動(dòng)時(shí)，撐桿124由導(dǎo)向器152和凸輪形閥座128橫向支承。在所述靜止位置中，墊圈110的彈性偏壓內(nèi)唇沿146也壓力密封地壓在分隔壁106上。當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)，將密封件122軸向向內(nèi)推進(jìn)瓶2中，由此流體可通過(guò)推進(jìn)的溝槽134流出。在流體消耗期間，周?chē)鷫毫1將迫使空氣通過(guò)圓周輪緣106a的內(nèi)側(cè)上的通氣槽142，并遠(yuǎn)離圖3b的分隔壁106推唇沿146，從而使得空氣進(jìn)入瓶2。
根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的第三實(shí)施例在圖4a和圖4b中示出。在可能的地方，相同的附圖標(biāo)記添加前綴“2”表示相同的部分。所述閥裝置也設(shè)置為徑向向內(nèi)移動(dòng)，且實(shí)質(zhì)上以與先前的閥裝置相同的方式操作。然而，根據(jù)圖4a和4b的裝置設(shè)置有膜212，所述膜212包括圖4a的緊鄰其連接端212a的柱狀膜部分260和緊鄰其操縱端212b的圓錐形膜部分262。為了使膜212在啟動(dòng)時(shí)具有理想的偏轉(zhuǎn)輪廓，使其具有設(shè)置在所述膜部分260、262之間的外圍支撐環(huán)264。圖4b示出啟動(dòng)并向著閥軸14向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的膜212。圓柱形膜部分260偏轉(zhuǎn)最大，且提供最大的軸向膜收縮。所述裝置設(shè)置有內(nèi)部吸入室238和外部均壓室239，所述內(nèi)部吸入室238和外部均壓室239經(jīng)由其連接端212a中的外部徑向通氣槽240連接至周?chē)鷫毫1。所述裝置也包括柱狀分隔壁206，其中具有軸向延伸軸環(huán)232、帶有實(shí)質(zhì)上類(lèi)似于撐桿124的撐桿224的密封件222、和相應(yīng)于墊圈110的墊圈210。
盡管就用于瓶上對(duì)所有示范性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是必須強(qiáng)調(diào)，根據(jù)本發(fā)明的閥裝置可適用于所有類(lèi)型的飲用容器，也適用于加壓和不加壓流體。
權(quán)利要求
1.一種用于具有出口(4)的飲用容器(2)的低壓?jiǎn)?dòng)閥的開(kāi)啟力最大化裝置，所述容器(2)在使用位置時(shí)與周?chē)鷫毫?P1)保持壓力平衡，在所述位置中，所述裝置連接至容器(2)，且包括分隔壁(6，106，206)，所述分隔壁覆蓋并壓力密封地圍住出口(4)，且設(shè)置有壁開(kāi)口(8，108，208)，其上游側(cè)與處于靜止位置的軸向可移動(dòng)閥密封件(22，122，222)壓力密封接觸，且所述裝置也包括外圍連續(xù)膜(12，112，212)，所述外圍連續(xù)膜與周?chē)鷫毫?P1)保持壓力平衡并設(shè)置到容器(2)上，并且圍繞閥軸(14)設(shè)置在分隔壁(6，106，206)上并通過(guò)壁開(kāi)口(8，108，208)，且所述膜(12，112，212)具有軸向長(zhǎng)度，從而形成套筒狀本體，由此所述膜(12，112，212)包括固定地連接至分隔壁(6，106，206)的連接端(12a，112a，212a)和距連接端(12a，112a，212a)一定軸向距離放置的可移動(dòng)操縱端(12b，112b，212b)，且所述操縱端(12b，112b，212b)以張力傳遞的方式設(shè)置到所述軸向可移動(dòng)密封件(22，122，222)上，其特征在于，所述套筒狀膜(12，112，212)在其不活動(dòng)位置靜止時(shí)設(shè)置為最大縱向長(zhǎng)度，且所述膜(12，112，212)是徑向柔性和可偏轉(zhuǎn)的，也以抑制軸向伸長(zhǎng)的方式設(shè)置，由此所述膜(12，112，212)在經(jīng)受由作用于所述膜(12，112，212)上的壓差引起的拉伸負(fù)荷時(shí)在其縱向長(zhǎng)度上可忽略地軸向延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述操縱端(12b，112b，212b)連接至密封件(22，122，222)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述操縱端(12b，112b，212b)的延伸部形成為密封件(22，122，222)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112，212)為圓柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112)為圓錐形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述膜(112)部分為圓柱形，部分為錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的裝置，其特征在于，所述膜(12)從所述閥軸(14)徑向向外偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述膜(12)的中間部分成形為具有軸向延伸的褶皺(36)的縱向波紋管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的裝置，其特征在于，所述膜(112，212)朝著閥軸(14)徑向向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述膜(212)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)支撐圈(264)，所述支撐圈在所述膜(212)的連接端(212a)和操縱端(212b)之間隔開(kāi)，由此所述膜(212)在啟動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)理想的偏轉(zhuǎn)輪廓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述膜(112，212)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)掛鉤定位器，所述掛鉤定位器定位所述膜(112，212)的理想偏轉(zhuǎn)區(qū)域，由此所述膜(112，212)在啟動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)理想的偏轉(zhuǎn)輪廓。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112，212)軸向支撐，以對(duì)徑向產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn)阻力，由此在所述膜(12，112，212)在其不活動(dòng)位置靜止時(shí)在密封件(22，122，222)上施加牢固的閉合力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112，212)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)軸向支撐物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112，212)在截面方向觀(guān)看時(shí)設(shè)置為具有軸向支撐效果的六邊形、星形或波形。
15.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于，所述膜(12，112，212)圍繞閥軸(14)不對(duì)稱(chēng)地形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述密封件(22，122，222)連接至分開(kāi)的彈簧件，在所述膜(12，112，212)處于靜止位置時(shí)，所述彈簧件向分隔壁(6，106，206)中的開(kāi)口(8，108，208)壓力密封地推動(dòng)所述密封件(22，122，222)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述密封件(22，122，222)和所述壁開(kāi)口(8，108，208)的邊沿經(jīng)由易破密封物密封，所述易破密封物在所述密封件(22，122，222)首次移動(dòng)時(shí)破裂。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種飲用容器(2)的低壓?jiǎn)?dòng)閥的開(kāi)啟力最大化裝置。所述裝置包括分隔壁(6，106，206)，所述分隔壁圍住出口(4)，且設(shè)置有壁開(kāi)口(8，108，208)，所述壁開(kāi)口與靜止位置的軸向可移動(dòng)閥密封件(22，122，22)壓力密封接觸。且所述裝置也包括連續(xù)膜(12，112，212)，所述連續(xù)膜繞通過(guò)壁開(kāi)口(8，108，208)的閥軸(14)設(shè)置到容器(2)上。所述膜(12，112，212)具有軸向長(zhǎng)度，且包括固定地連接至分隔壁(6，106，206)的連接端(12a，112a，212a)和離連接端(12a，112a，212a)一定軸向距離放置的可移動(dòng)操縱端(12b，112b，212b)。所述操縱端(12b，112b，212b)以張力傳遞的方式設(shè)置到所述密封件(22，122，222)上。通過(guò)將所述膜(12，112，212)在其不活動(dòng)位置靜止時(shí)設(shè)置有最大縱向長(zhǎng)度，和通過(guò)將所述膜(12，112，212)設(shè)置為可徑向彎曲和偏轉(zhuǎn)，也以抑制軸向伸長(zhǎng)的方式設(shè)置，在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)獲得最大閥開(kāi)啟力。
文檔編號(hào)B65D47/04GK1708436SQ200380102313
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者謝蒂爾·內(nèi)斯杰 申請(qǐng)人:智封私人有限責(zé)任公司