專利名稱：過壓釋放閥的制作方法
過壓釋放閥 技術領域
一般而言，本發(fā)明涉及容置增壓介質(zhì)的容器，其包括自冷卻或自加熱食品和飲料 容器、氣霧劑容器等。更具體地說，本發(fā)明涉及裝進這類容器中的閥，該閥在容器中建立的 壓力達到預定水平時能自動減壓(relieve pressure),同時能提供容器的正常期望的操作背景技術
現(xiàn)有的涉及氣霧劑閥及涉及自冷卻和自加熱食品和飲料的容器相當昂貴。尤其在 關于容置有增壓介質(zhì)(其被用于分配容器中的內(nèi)盛物或加熱或冷卻容器中的內(nèi)盛物)的容 器領域存在的主要問題是，在一定環(huán)境下，介質(zhì)的壓力可能達到某一水平，如果不控制此壓 力水平，將導致容器破裂，甚至可能爆炸，從而對使用者造成傷害。為在容器嚴重破裂或容 器爆炸前減小壓力，人們對這類現(xiàn)有容器進行了各種嘗試。尤其在氣霧劑罐中使用的一種 過壓減壓(over pressure relief )機構包括具有罐的縮徑部分的延伸部以增大容積。這 將導致承載分配閥的閥座同樣運動。如果容器內(nèi)的過壓狀態(tài)提高得足夠高，這種過壓將導 致閥座移動足夠的、可使容器周邊從容器的邊緣釋放(release)壓力的量，從而減小過壓狀 態(tài)，而在某些情況下閥可能飛離容器而存在傷人的可能性。
在這類容器中已具體實施的另外的特征結構是沖壓(coin)容器底部的一部分，以 減弱該部分的某一區(qū)域，用這樣的方式使得容器的內(nèi)部壓力達到預定水平時，形成容器的 在沖壓區(qū)域周圍的材料斷開和增壓介質(zhì)的容納物離開容器，由此緩解過壓狀態(tài)。
在某些情況下被利用的另一特征結構是使罐的底部凹入以向外鼓脹，于是可增加 罐中容積。
在容器中已具體實施的另外的過壓機構，尤其涉及到自冷卻或自加熱食品和飲料 容器的那些機構在美國專利6，732，886中已示出，該專利作為參考被加入本申請中。該專 利披露了一種過壓釋放機構，其包括閥構件，該閥構件具有用于啟動時釋放增壓介質(zhì)的閥 桿。閥構件被支座承載，當容器內(nèi)的壓力達到預定水平時支座可相對于容器運動。鄰近閥 桿設有擋件，擋件被錨固到容器。當支座響應壓力達到預定水平而運動預定量時，閥桿與啟 動閥的擋件結合，從而緩解過壓狀況。業(yè)已證明，對于預期目的而言，這種設備是有效的。
這種過壓機構如在專利6，732，886中的圖1所示。圖中示出了現(xiàn)有技術中公知 的裝有飲料14的容器12，該容器具有以常規(guī)方式形成的頂部16且可以包括提拉環(huán)(未示 出)。熱交換單元20具有被固定到支座22的閥18，該閥以現(xiàn)有技術中公知的方式通過彎 邊(crimping)固定于HEU20的頂部部分24。閥18包括閥桿26。啟動閥桿26時，如二氧 化碳之類的增壓氣體可通過閥中的孔28被引入HEU20的內(nèi)部，以被碳插塞件38吸附，該碳 插塞件由壓緊的活性炭等構成，且可包括粘結劑和其他物質(zhì)。帽30被設置在閥桿26外面， 以保護閥桿免受意外啟動。帽30的內(nèi)部設有鄰近閥桿26的頂部安置的擋件32。當HEU20 的內(nèi)部壓力增加超過預定量時，支座22朝容器12的底部運動，出現(xiàn)這種情況時，閥桿26與 擋件32接觸并導致該桿被啟動，由此釋放HEU內(nèi)部建立的壓力。
雖然對于預期目的而言圖1所示的設備的作用很好，但仍需要一種容置于閥內(nèi)部的過壓機構，該機構以這樣的方式構成，即，閥能正常操作但同時可被過壓條件啟動，以便 釋放HEU內(nèi)部的過壓而不象現(xiàn)有技術那樣出現(xiàn)導致HEU的支座脹大或移動的情況。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種與容置有增壓介質(zhì)的容器一起使用的閥機構，所述閥機構具有帶 中空閥桿的中空閥外殼，該中空閥桿可滑動地安置在所述本體內(nèi)并具有離開外殼的第一端 和伸出閥的促動桿。外殼基部封閉中空閥外殼的相對端。減壓密封插塞件(plug)被安置 在中空閥桿內(nèi)。用于持續(xù)地促動所述密封插塞件向下抵靠閥桿基部以形成其間的密封的裝 置提供了在正常情況下關閉的閥，密封插塞件被暴露于容器的內(nèi)部，以持續(xù)地接受容納在 其內(nèi)的介質(zhì)的壓力。當容器內(nèi)的壓力達到預定水平時，密封插塞件向上運動抵靠所述裝置 促動其向下，由此打破建立于密封插塞件和桿基部之間的密封，并允許通過使閥桿離開減 小容納于容器內(nèi)的壓力。彈簧裝置被設置在所述閥外殼內(nèi)、所述外殼基部和所述閥桿，閥密 封件之間，所述彈簧裝置促動所述閥桿與所述密封件結合，所述閥桿可在關閉和打開位置 之間運動，以將增壓介質(zhì)注入容器內(nèi)和使增壓介質(zhì)從容器中釋放。


圖1示出了現(xiàn)有技術；
圖2的立體圖以截面形式示出了根據(jù)本發(fā)明的閥構造(valve design)；
圖3的分解圖以立體形式示出了圖2所示閥的各部分；
圖4的立體圖以截面形式示出了圖2所示閥的正常操作情況；
圖5的立體圖以截面形式示出了閥的減壓操作情況；
圖6的立體圖示出了閥本體的更多細節(jié)；
圖7與圖6相似，但更詳細地示出了本體基部和減壓插塞件；
圖8的立體圖以截面形式示出了組裝在固定到飲料容器的HEU中的閥。具本體實施方式
參考附圖，且更具本體地參考圖2和3，它們以立體圖的形式示出了本發(fā)明的閥構 造，該閥包括如圖3的分解圖所示的各部分。
本發(fā)明的閥構造包括容置于單一閥外殼或本體內(nèi)的兩個可不同地操作的閥。這兩 個閥中的第一閥可操作為允許將壓力下的介質(zhì)注入容器，然后將介質(zhì)釋放到大氣，以便通 過該特定容器實現(xiàn)期望目的。介質(zhì)可以是液態(tài)和氣態(tài)推進劑(propellants)兩者的任意和 所有蒸氣相。如一個示例，可將壓力下的二氧化碳氣體注入具有壓緊的活性炭的插塞件的 熱交換單元中，二氧化碳被吸附于壓緊的活性炭中。之后，可以啟動閥以便將二氧化碳釋放 到大氣中，從而冷卻熱交換單元周圍的食品或飲料。這兩個閥中的第二閥持續(xù)地接觸壓力 下的介質(zhì)，例如，二氧化碳。如果介質(zhì)的壓力超過預定壓力，使該閥由于過壓而運動導致不 密封，以允許散逸過壓。
如圖所示，本發(fā)明的閥構造包括閥座40，閥座內(nèi)安置有閥42。閥座40可以是如圖 所示的深拉拔座(de印draw cup)，或可選地，可以是圖1中現(xiàn)有技術所示的標準閥座，其中 沒有考慮深拉拔，閥座向外延伸到凸緣44，如圖中附加虛線46所示。閥42被固定到閥座40的支座48。
閥42包括中空閥外殼或本體50，本體被本體基部52封閉于其下端，而在其上端 包括朝內(nèi)指向的凸緣54，該凸緣限定出止動部56。中空閥桿58被安置在閥外殼或本體50 的內(nèi)部且包括促動桿60，該促動桿向上延伸通過閥本體50的頂部并通過支座48內(nèi)的開口 62。促動桿60限定細長開口 64，促動桿60通過細長開口 64與閥桿58的中空內(nèi)部部分66 連通。閥桿58包括擴大的上部區(qū)域68，該區(qū)域限定出與閥本體50上的止動部56結合的 肩部70。閥桿58的下部部分被桿基部72封閉，桿基部限定出處于其中的開口 74，該開口 提供通過本體基部內(nèi)的開口 76到熱交換單元或容器的內(nèi)部的連通。所屬領域技術人員可 以理解，來自熱交換單元或容器的內(nèi)部的增壓介質(zhì)的壓力被持續(xù)地通過開口 76和74施加 到減壓密封插塞件80的下表面78，該插塞件被安置在閥桿58的中空擴大部分68的內(nèi)部。 減壓彈簧82座落于減壓密封插塞件80周圍并鄰接閥桿58的擴大部分68的上部部分84。 如圖2所示，減壓彈簧持續(xù)地向下促動減壓密封插塞件使之與減壓密封件86結合，該密封 件在閥正常操作期間阻止HEU或容器內(nèi)部的增壓介質(zhì)中的壓力離開容器或HEU。
閥外殼或本體50的上部部分54與如典型的墊圈之類的常規(guī)的閥密封件88結合。 閥密封件88封閉由促動桿60限定的多個開口 90。
正常操作的彈簧89被保持在本體基部52和桿基部72之間并向上促動閥桿58(如 圖2所示)，使閥桿上的肩部70與閥本體50上的止動部56結合。在該位置，常規(guī)的閥密封 件88封閉多個形成于促動桿60中的開口 90。所屬領域技術人員可以理解，圖2所示的閥 可通過凸緣44被固定到容器或HEU,凸緣44被彎邊于HEU的頂部,如圖1和8所示。
在正常操作過程中，在期望將增壓介質(zhì)注入HEU或容器內(nèi)部使得其被容納在容器 內(nèi)的壓緊的碳顆粒吸附時，可向下壓閥桿58，如圖2所示。這種向下的運動導致肩部70從 止動部56移位并導致多個開口 90移動離開密封件88，從而提供閥桿58內(nèi)的開口 64與閥 桿58的外表面和閥外殼50的內(nèi)表面之間的間隙或通道92之間的連通。增壓介質(zhì)(如二氧 化碳)通過細長開口 64被注入且被允許通過閥桿58的促動桿中的開口(如以90示出)，并 通過間隙或通道92而向下流動，再通過開口 76進入HEU的內(nèi)部。然后壓力下的二氧化碳 氣體被容納在HEU (如圖8中的124所示)內(nèi)的碳顆粒子吸附。當吸附了期望量的二氧化 碳時，使閥桿58返回到圖2所示的位置，此時開口 90被常規(guī)的閥密封件88密封，于是可阻 止壓力下的二氧化碳氣體從HEU中排出。
如圖4所示，當需要啟動HEU以冷卻容器的HEU周圍的內(nèi)盛物時，必須使被容納在 HEU內(nèi)的碳顆粒吸附的增壓介質(zhì)從HEU逸出，并在此過程中從物質(zhì)(如HEU周圍的飲料)中 吸取熱量以使物質(zhì)冷卻。此操作通過向下按壓閥桿58來抵消彈簧89的力而實現(xiàn)，如圖4 所示。進行此操作時，多個開口 90向下運動遠離常規(guī)的閥密封件88。發(fā)生此情況時，容納 于HEU內(nèi)的增壓介質(zhì)通過本體基部52內(nèi)的開口 76 (如箭頭94所示)，然后向上流動通過閥 桿外部和閥本體內(nèi)部之間的通道92，并通過多個開口 90離開進入細長開口 64并通過閥桿 58內(nèi)的細長開口 64向外進入大氣。只要使閥桿保持在此下壓狀態(tài)(如圖4所示)，就允許增 壓介質(zhì)離開HEU，由此從HEU周圍的飲料或食品中去除熱量。閥的結構可以這樣，當如此按 壓時，其被鎖定在按壓位置，于是允許增壓介質(zhì)逸出(如標記94所示)直到按壓完全撤銷為 止。可供選擇的是，所述結構可以是這樣的，可以按壓閥桿且隨后將其釋放以返回到密封位 置，因此停止增壓介質(zhì)的排出，允許在之后需要時再次按壓閥桿。如現(xiàn)有技術中公知的，可在空氣推進劑迫使容器內(nèi)的內(nèi)盛物離開時使用這種開啟和關閉操作。應注意，如圖4所示， 在閥正常操作期間，減壓密封插塞件80或減壓彈簧82未以任何方式被按壓或啟動。即，減 壓閥系統(tǒng)相對于閥桿58保持靜止且在此操作過程中隨閥桿58移動。只有通過閥桿58的 向下運動壓縮彈簧89才允許增壓介質(zhì)離開HEU。
現(xiàn)參考圖5，其示出了閥的減壓操作。所屬領域技術人員可以認識到，密封插塞件 80的下表面78被持續(xù)地暴露于增壓介質(zhì)的壓力下。在減壓操作過程中，來自增壓介質(zhì)的壓 力通過在本體基部52內(nèi)的開口 76進入閥本體。該增壓介質(zhì)還通過桿基部72內(nèi)的開口 74。 當增壓介質(zhì)的壓力超過預定量(此量由減壓彈簧82的彈簧應變率確定)時，減壓密封插塞件 80向上運動抵消彈簧82的力或偏壓，如圖5所示。出現(xiàn)此種情況時，減壓插塞件運動遠離 減壓密封件86，因此允許增壓介質(zhì)通過開口 74和減壓插塞件的外邊緣周圍，并通過閥桿58 內(nèi)的細長開口 64而排向大氣。減壓插塞件的最外邊緣的尺寸確定為使得其和中空閥桿的 內(nèi)表面之間具有間隙，以提供用于增壓介質(zhì)的流動路徑。出現(xiàn)此種情況時，允許散逸HEU內(nèi) 的過壓。當壓力降到低于預定量時，隨后減壓彈簧82使減壓插塞件80返回到與密封件86 結合的狀態(tài)，這將再次使HEU密封并阻止將增壓介質(zhì)再從HEU排向大氣。減壓插塞件80將 保持在密封位置，除非壓力再次建立并超過預定壓力。在減壓閥的操作過程中，閥桿58相 對于閥外殼50保持靜止。
所屬領域技術人員可以認識到，本發(fā)明的雙閥系統(tǒng)為容納在HEU內(nèi)的增壓介質(zhì)提 供了不同的流動路徑。路徑中的第一條是伴隨增壓介質(zhì)向下流動以便被吸附或溯流而上以 便退吸附的細長開口 64、多個開口 90、通道92和開口 76。路徑中的第二條是溯流而上地通 過開口 76、開口 74、減壓密封插塞件的周圍、通過中空閥外殼50和通過細長開口 64排出。
現(xiàn)參考圖6，其示出了閥本體50的可選構造。如圖6所示，閥本體的上部部分96 (如圖中98和100所示)被制成缺口形。充填容器時，增壓介質(zhì)被注入容器或HEU內(nèi)，這種 缺口有助于提高氣流速度。增壓介質(zhì)通過閥桿周圍，在密封件88外面，通過缺口并進入容 器或HEU。
現(xiàn)參考圖7，其進一步詳細示出了本體基部52和密封插塞件80。如圖所示，本體 基部包括向外延伸的凸緣102，該凸緣限定與中空閥本體50的底部結合的肩部104。通過 基部52的開口 76由向上指向的管狀構件106限定，該管狀構件與基部52限定了凹槽108。 正常操作彈簧89座落于凹槽108內(nèi)且被圈圍于本體基部52和桿基部72之間。本體基部 52限定出與中空閥本體50的底部結合的肩部104。
減壓密封插塞件80包括向外指向的凸緣110并限定下部表面112，有時增壓介質(zhì) 被施加為撞擊該下部表面。如上所述且如所屬領域技術人員理解的，在HEU的內(nèi)部具有增 壓介質(zhì)的容器的正常操作過程中，減壓插塞件80將抵靠減壓密封件86保持密封，而彈簧82 保持有時密封的插塞件。只有當容納在HEU內(nèi)的增壓介質(zhì)的壓力超過預定水平時，減壓密 封插塞件才運動，以允許散逸過壓壓力。
現(xiàn)參考圖8，其示出了容器120，該容器內(nèi)安置有熱交換單元(HEU)122。通過將閥 座40的凸緣圍繞HEU的開口的周邊彎邊，可將HEU保持就位。閥42被如上所述地固定在 閥座40內(nèi)。碳顆粒被壓緊的插塞件124被保持在HEU122內(nèi)，以便如上所述地吸附和退吸 附增壓的二氧化碳。容器底部(如圖8所示)內(nèi)的開口被一構件(未示出)封閉，該構件包括 類似于圖1所示和描述的拉環(huán)，而飲料通常被容納在容器120中和HEU122的周圍。
本說明書公開了一種被容置在容器內(nèi)的過壓釋放閥，以便對于期望的應用在增壓 介質(zhì)正常操作時將介質(zhì)注入容器內(nèi)并將其從容器內(nèi)釋放，但同時在介質(zhì)壓力超過預定水平 時可自動啟動，以便減小過壓而不損壞容器。
權利要求
1.一種與容置有增壓介質(zhì)的容器一起使用的閥機構，其包括 中空外殼； 第一閥，設置在所述外殼內(nèi)，可操作為將增壓介質(zhì)注入所述容器內(nèi)，和從所述容器釋放增壓介質(zhì)； 第二閥，正常情況下關閉，設置在所述外殼內(nèi)，可操作為響應所述增壓介質(zhì)的壓力達到預定水平而開啟流動路徑，以便所述介質(zhì)的以排向大氣而減小過壓。
2.如權利要求1所述的閥機構，其中，所述第一閥包括中空閥桿，該中空閥桿具有促動桿和閥桿基部，促動桿限定與大氣相通的細長開口，所述增壓介質(zhì)流過該開口，閥桿基部限定通過其的孔，所述第二閥被安置在所述中空閥桿內(nèi)。
3.如權利要求2所述的閥機構，其中，所述中空外殼包括限定出開口的外殼基部，該開口通過外殼基部；座落于所述外殼基部和所述閥桿之間、將所述閥桿朝關閉位置偏壓的第一彈簧。
4.如權利要求3所述的閥機構，其中，所述第二閥包括座落于所述閥桿基部中的孔外面的密封插塞件，座落于所述密封插塞件和所述閥桿的所述中空內(nèi)部的表面之間的第二彈簧，該第二彈簧將所述密封插塞件朝所述閥桿基部中的所述孔偏壓以關閉所述第二閥，所述閥桿基部中的所述孔被持續(xù)地接觸所述容器內(nèi)的所述增壓介質(zhì)。
5.如權利要求4所述的閥機構，其中，用于所述增壓介質(zhì)流動的第一通道被限定在所述中空外殼的內(nèi)壁和所述中空閥桿的外壁之間，所述通道與所述外殼基部中的開口連通，通過所述閥桿抵抗所述第一彈簧的偏壓朝打開位置運動，所述第一通道被打開，所述第二閥相對于所述閥桿保持靜止。
6.如權利要求5所述的閥機構，其中，通過所述密封插塞件響應所述增壓介質(zhì)的壓力超過預定水平運動遠離所述閥桿基部中的所述孔限定用于增壓介質(zhì)流動的第二通道，所述閥桿相對于所述外殼保持靜止。
7.如權利要求6所述的閥機構，其中，在所述密封插塞件和所述中空閥桿的內(nèi)表面之間限定有間隙。
8.如權利要求7所述的閥機構，其中，所述中空外殼包括限定多個缺口的頂部表面，當所述增壓介質(zhì)被注入所述容器時，增壓介質(zhì)流過所述缺口進入所述容器的內(nèi)部。
9.如權利要求5所述的閥機構，其中，所述促動桿限定處于其中、互連所述第一通道和所述細長開口的多個開口。
10.如權利要求9所述的閥機構，其中，還包括圍繞所述促動器的密封件，以便在所述閥桿處于其關閉位置時封閉所述促動桿中的多個開口。
全文摘要
與容置有增壓介質(zhì)的容器一起使用的過壓安全閥。該閥包括中空外殼，中空外殼內(nèi)設有第一和第二閥。第一閥可操作為將增壓介質(zhì)注入容器和釋放容器內(nèi)的增壓介質(zhì)。正常情況下所述閥關閉且持續(xù)地與增壓介質(zhì)接觸，并響應增壓介質(zhì)的壓力達到預定水平而開啟，以將增壓介質(zhì)排向大氣而減小過壓。
文檔編號B65D83/44GK103003171SQ201180033336
公開日2013年3月27日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權日2010年5月5日
發(fā)明者D.卡爾, M.西林斯 申請人:約瑟夫國際股份有限公司