專利名稱：液體輸入輸出應(yīng)用閥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及閥組件的設(shè)計(jì)和組裝，特別是涉及可移式的容器上的閥組件。這些容器用于儲(chǔ)存和加壓排出各種液體，包括任何飲料，濃縮劑，農(nóng)藥，和任何可移的液體。
就以上類型的產(chǎn)品而言，傳統(tǒng)的閥組件包括(1)一件固定在容器、例如桶的頂部開口處的環(huán)體；(2)一副閥體罩；(3)一根位于閥體罩上部輸入口中央的導(dǎo)管。導(dǎo)管和輸出閥可在外力的作用下抵消裝在閥體罩內(nèi)部和周周的彈簧的阻力，從上部閥門關(guān)閉的位置向下位移，以便開啟閥門；(4)裝在環(huán)型塞內(nèi)的固定裝置。在容器內(nèi)壓尚未完全排泄的情況下，這種常規(guī)的閥組件可以被輕易拆卸下來(lái)，留在容器內(nèi)的余壓有可能將閥件從容器開口高速爆出，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
授發(fā)給Riis等的美國(guó)專利號(hào)5，242，092(Rii專利)部分地涉及了未經(jīng)授權(quán)而拆卸加壓容器的問(wèn)題。Rii專利所涉及的閥組件包括環(huán)形塞，導(dǎo)管，閥，彈簧和一個(gè)在導(dǎo)管下部自由活動(dòng)端沖壓出的斜下向銷。這個(gè)銷與導(dǎo)管上部隔離開來(lái)，并與導(dǎo)管的其它部分一道起作用，當(dāng)在導(dǎo)管伸到容器最下的位置時(shí)閥件才可被完全拆卸下來(lái)。由于容器內(nèi)的壓力會(huì)迫使導(dǎo)管向上運(yùn)動(dòng)，而銷只能在容器內(nèi)壓小的情況下才會(huì)被推進(jìn)它的下部位置，所以這個(gè)銷可以有效地防止容器內(nèi)壓未完全減壓時(shí)，無(wú)權(quán)的人試圖拆卸閥時(shí)而造成的傷害。
Riis專利雖然解決了常規(guī)閥的諸多問(wèn)題之一，但卻對(duì)其他問(wèn)題無(wú)能為力。例如它不能排泄容器在外界環(huán)境的作用下而產(chǎn)生的過(guò)度內(nèi)壓，這些外界環(huán)境包括強(qiáng)烈搖動(dòng)，震動(dòng)，高溫及火災(zāi)等。Riis專利及其它傳統(tǒng)的閥組件只限于起液體容器的功能，而不能對(duì)容器內(nèi)壓起調(diào)節(jié)作用。因而傳統(tǒng)的閥組件不能防止因容器內(nèi)壓過(guò)大而造成的爆炸事故。即使強(qiáng)內(nèi)壓不至于造成爆炸，也會(huì)在與分送裝置相聯(lián)時(shí)使內(nèi)盛物處理時(shí)危險(xiǎn)。
傳統(tǒng)閥的另一個(gè)問(wèn)題是不能有效地防止在安裝閥體時(shí)容器內(nèi)液體的意外噴出?，F(xiàn)有的閥組件都是靠一個(gè)固定在閥體或環(huán)形塞上的耦合接頭來(lái)起密封作用。這個(gè)密封接頭，例如Perlick公司生產(chǎn)的MK-1，在與閥體聯(lián)接后，通過(guò)閥與加壓氣體和液體分送機(jī)聯(lián)接。當(dāng)密封完畢并開啟耦合接頭后，一個(gè)空心壓管沿軸線下移，并分二步開啟閥門。第一步空心壓管向下接觸到閥塞，并克服導(dǎo)管內(nèi)彈簧的壓力將閥塞下壓，開通液體通道。之后空心壓管繼續(xù)下壓，并與導(dǎo)管接觸，并使其下移，克服第二個(gè)彈簧的阻力以開通氣體通道。這時(shí)才完成了開啟程序，但只有在密封好耦合接頭并注入加壓氣體后才可以開始分送液體。由于傳統(tǒng)閥必須經(jīng)過(guò)二步過(guò)程分別開啟液體通道和氣體通道，液體往往會(huì)被容器內(nèi)的余壓擠到液體輸出口邊，當(dāng)耦合接頭接上時(shí)，這些液體會(huì)在接頭完成與容器密封之前噴出。
從而可以看到傳統(tǒng)的閥組件非但不能自動(dòng)調(diào)節(jié)容器內(nèi)壓，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。除此之外，安裝及拆卸耦合接頭既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又極易造成液體噴出事故。
本發(fā)明的目的及概述本發(fā)明的首要目的是提供一種閥組件，該閥件做成向一容器提供氣體，并在一總內(nèi)容器壓力下從容器分送液體可以自動(dòng)調(diào)節(jié)容器內(nèi)壓。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一個(gè)目的是設(shè)計(jì)制造一個(gè)適用于任何現(xiàn)有液體容器的閥組件。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一個(gè)目的是設(shè)計(jì)制造較傳統(tǒng)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易于安裝的閥組件。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供改善液體輸入輸出的效率的閥組件。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供對(duì)閥門的開啟和關(guān)閉過(guò)程加以控制的閥組件。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的還有一個(gè)目的是防止在聯(lián)接耦合接頭時(shí)的液體噴出，只允許氣體留在閥體的輸出口。
在滿足首要目的的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的再一個(gè)目的是改進(jìn)耦合接頭的安裝及拆卸。
本發(fā)明以其簡(jiǎn)單優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，通過(guò)以下所列閥組件的實(shí)施例，來(lái)達(dá)到以上目的。該閥組件包括(1)一單一內(nèi)腔，作為導(dǎo)管與閥體罩，開口可以封閉；(2)可封閉式中央柱，與開口結(jié)合，共同用于氣體及液體的流通；(3)一個(gè)雙向閥件、控制閥罩內(nèi)液體和氣體的分離和流向。在閥體被完全耦合之前，只允許氣體留在接口處，并且在沒(méi)有安裝耦合接頭時(shí)起調(diào)節(jié)容器內(nèi)氣壓的作用。同時(shí)本發(fā)明在設(shè)計(jì)上所用零件數(shù)量少，較之傳統(tǒng)閥，本發(fā)明在同樣的斷面上增進(jìn)了流通面積，改善了輸入輸出效率，降低用戶的生產(chǎn)成本，提高了安全性。本閥組件適用于任何現(xiàn)有設(shè)備，亦不失為一大節(jié)省成本的優(yōu)良性。
本閥組件包括一根導(dǎo)管，一個(gè)分送柱和一個(gè)密封圈。導(dǎo)管安裝在容器開口內(nèi)，導(dǎo)管開口的下端置于容器的底部，上端則近于容器開口。輸入輸出口置于導(dǎo)管兼閥體的上方，位于上下端之間。分送柱徑向位于導(dǎo)管內(nèi)并基本與導(dǎo)管平行地延伸。在分送柱的外表面與導(dǎo)管的內(nèi)表面之間形成一個(gè)內(nèi)腔，密封圈位于這個(gè)內(nèi)腔，可做上下位移(1)從第一位置密封圈在高于輸出輸入口的第一位置上與導(dǎo)管的內(nèi)表面相密封，并且在該位置與分送柱的外表面相密封，從而防止液體從閥件溢出；(2)到第二位置密封圈在低于輸出輸入口的第二位置上與導(dǎo)管的內(nèi)表面相密封，允許氣體注入容器并防止液體流入內(nèi)腔，同時(shí)密封圈與分送柱在分送柱的輸出輸入口下部的外表面相密封，密封導(dǎo)管，加壓液體并將液體從容器中排出。
密封圈，導(dǎo)管和分送柱之間的相對(duì)位置是可變的。當(dāng)容器內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，密封圈或/和分送柱會(huì)作動(dòng)，開啟輸入輸出口，以達(dá)到自動(dòng)減壓的設(shè)計(jì)目的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供改進(jìn)的閥件的密封圈。
為達(dá)到這一目的提供這樣一種密封圈，包括一個(gè)至少其外部是聚合材料形成的環(huán)形件。在密封圈的外周表面上設(shè)置第一密封面，外環(huán)上，起第一道密封作用以防止液體泄過(guò)第一道密封面。第一道密封面上有從外周面外向伸出的雙向密封唇口。第二道密封面復(fù)合在密封圈的內(nèi)環(huán)上，起第二道密封作用以防止液體泄過(guò)第二道密封面。密封唇口呈經(jīng)過(guò)鈍化，以便在必要時(shí)安裝一個(gè)環(huán)形摩擦肋拱，產(chǎn)生間隔來(lái)減少摩擦。至少?gòu)膬?nèi)周面和外周面之一延伸出多個(gè)定心凸?fàn)钗镆员闩c該第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之一嚙合，并允許流體從中流過(guò)而且保持密封環(huán)和至少一個(gè)構(gòu)件之間的位置關(guān)系。
本發(fā)明還有一個(gè)目的就是改進(jìn)加壓容器的液體在內(nèi)氣壓力作用下的分送方式。
為達(dá)到這一目的，密封圈可在內(nèi)腔內(nèi)下移，(1)從第一位置在第一位置來(lái)防止氣體或液體從閥件中流出，(2)移到第二位置時(shí)氣體注入高于密封圈的輸出輸入口，而液體則在密封圈的下方流過(guò)并排出閥外。
當(dāng)容器內(nèi)壓由于外力作用而升高時(shí)，密封圈或/和分送柱會(huì)在導(dǎo)管中位移，使密封圈與導(dǎo)管的內(nèi)表面相密封，從而打開分送柱上方的輸出輸入口，使其露在大氣中并排出過(guò)壓。
以下請(qǐng)參照所附圖紙閱讀本發(fā)明的具體內(nèi)容，以便更好地了解本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)越性。這些具體內(nèi)容和圖紙旨在圖解，而非限定本發(fā)明的范圍。
圖紙簡(jiǎn)介在以下的發(fā)明圖解中，每個(gè)部件號(hào)均在簡(jiǎn)介中有對(duì)應(yīng)的解釋。


圖1為閥的各類組成部件在閥體中的位置放大分列圖，這些部件組成本發(fā)明第一實(shí)施例的閥組件，圖2為各部件組裝完畢后的，圖1的斷面圖；并說(shuō)明閥組件在中間或關(guān)閉的模式，圖3為閥體處在正?；蚬ぷ鳡顟B(tài)中的，圖1及圖2的斷面圖；圖4為閥體處在減壓或排壓狀態(tài)中的，圖1至3的斷面圖；圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的閥體處在中立或關(guān)閉狀態(tài)中的斷面圖；圖6為圖5的閥體處在正?；蚬ぷ鳡顟B(tài)中的斷面圖；圖7為圖5和6的閥體處在減壓或排壓狀態(tài)中的斷面圖；圖8為圖5至7的各類組成部件在閥體中的位置放大分列圖；圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例的閥體處在中立或關(guān)閉狀態(tài)中的斷面圖；圖10為圖9的閥體處在正?；蚬ぷ鳡顟B(tài)中的斷面圖；圖11為圖9和10的閥體處在減壓或排壓狀態(tài)中的斷面圖；圖12為圖9至11的各類組成部件在閥體中的位置放大分列圖；圖13為本發(fā)明第四實(shí)施例的閥體處在中立或關(guān)閉狀態(tài)中的斷面圖，圖14為圖13的閥體處在正?；蚬ぷ鳡顟B(tài)中的斷面圖；圖15為圖13和14的閥體處在減壓或排壓狀態(tài)中的斷面圖；圖16為圖13至15的各類組成部件在閥體中的位置放大分列圖；優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明1．總則依據(jù)本發(fā)明，閥體組件包括(1)一個(gè)作為導(dǎo)管和閥體罩的內(nèi)腔，內(nèi)含可啟閉的開口；(2)與氣體液體可閉通道聯(lián)通的中央柱；(3)一個(gè)控制液體氣體的分離和流向的雙向閥件，起控制內(nèi)腔內(nèi)液體流向的作用，以保證在耦合接頭安裝在閥門上之前，在接頭接口處只有氣體存在，同時(shí)在未耦合接頭時(shí)起調(diào)節(jié)容器內(nèi)壓力的作用。較之傳統(tǒng)閥，本閥具有在同樣的閥體內(nèi)用零件數(shù)量少的特點(diǎn)，增加了截面流通面積，從而提高了灌裝及排泄速度，降低了成本，提高了安全性。本閥適用于任何現(xiàn)有設(shè)備。
2．第一實(shí)施例的說(shuō)明在圖1～4中，閥件20是為聯(lián)接容器26上開口24處標(biāo)準(zhǔn)接口22而設(shè)計(jì)的。容器26可以是個(gè)桶或任何移動(dòng)式或固定式的，用于儲(chǔ)藏飲料或其它液體并在壓力下分送儲(chǔ)藏的液體的容器。標(biāo)準(zhǔn)接口22同軸地位于容器26上開口24處，并例如焊接固定在容器26處。標(biāo)準(zhǔn)接口22內(nèi)有一個(gè)用以支持導(dǎo)管34的內(nèi)徑向臺(tái)肩28及用于連接閥體32的上部徑向螺紋30。
閥件20的主要部件包括對(duì)其他部件起護(hù)罩作用的閥體罩32，固定導(dǎo)管34，分送柱36和密封圈38。環(huán)形內(nèi)腔40在分送柱36和導(dǎo)管34之間形成。內(nèi)腔40根據(jù)密封圈38在內(nèi)腔40中的垂直位置而定包含液體和/或氣體。分送柱36可相對(duì)導(dǎo)管34位移。密封圈38和分送柱36分別由第1、2彈簧42和44壓定在各自的圖2的位置上。
擰入標(biāo)準(zhǔn)接口22上螺紋30內(nèi)的閥體罩32起在組件操作過(guò)程中保護(hù)和固定閥件20的組件的作用。閥體罩32的內(nèi)環(huán)46是密封圈向上位移的最高限。閥體罩32的內(nèi)銷47的作用是與常規(guī)耦合接頭接口。
導(dǎo)管34起二個(gè)作用，一是作為密封圈38的護(hù)罩和外座，二是起將容器內(nèi)液體自下吸到閥件20上方的導(dǎo)流的傳流管的作用。導(dǎo)管34呈階梯結(jié)構(gòu)，小半徑的下部結(jié)構(gòu)48和大半徑的上部結(jié)構(gòu)50相分開。上部結(jié)構(gòu)50造成了內(nèi)腔40并起可滑動(dòng)地接納且導(dǎo)向密封圈38的作用。導(dǎo)管34的上端上形成的外向凸緣52用上下密封圈54和56卡在接口22的臺(tái)肩28與閥體罩32的底端之間。在導(dǎo)管34的上部50低于凸緣52處開有一排周向間隔的輸出輸入口58。
分送柱36的作用是提供在閥體不同的啟閉階段將氣體或液體送出容器26的路徑，在軸向移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)密封圈38的內(nèi)面，并與密封圈38合作選擇地啟閉液體從容器26流出。分送柱36的頂部由最好與管形柱整體形成的蓋60密封，底部則開口，并由凸緣62托在導(dǎo)管34的臺(tái)肩上。凸緣62上沖壓有三角形的凸?fàn)钗?4，起將彈簧44固定在中心位置上，并防止其做過(guò)度的徑向運(yùn)動(dòng)。在凸緣62上沖壓凸?fàn)钗?4時(shí)，同時(shí)沖壓出了多個(gè)開口66。開口66保證了液體在內(nèi)腔40與導(dǎo)管34之間的暢通。另外在分送柱36靠近其上端開有穿過(guò)其壁部的一排周向間隔開的開口68。
密封圈38具有二個(gè)作用，一是選擇地起閥件的作用，啟閉開口58和68以輸導(dǎo)不同的流體；液體或氣體；第二是引導(dǎo)分送柱36并將保持在密封圈38，分送柱36和導(dǎo)管34的之間的垂直度和偏心度，從而增加密封性。密封圈38可用橡膠或其他聚合材料制造。在圖2中所用的是用硬性熱分解內(nèi)芯70外包聚合材料制成，例如人工或合成橡膠。
密封圈38頂部的外沿是斜面74，與閥體罩32的固定環(huán)46的形狀相對(duì)應(yīng)。圖2中當(dāng)密封圈38上移到最高位置時(shí)，74與46相密封。密封圈38的頂端的內(nèi)徑向部是一個(gè)密封平面76并于壓管相接。從密封圈38上的外面徑向向外徑向延伸的第一道圓型密封唇78與導(dǎo)管34的內(nèi)壁相密封。第一道外向密封唇78呈V型，包括上方密封80和下方密封82，二者均與導(dǎo)管34內(nèi)壁相嚙合，嚙合其間形成環(huán)形空間并可減少與內(nèi)壁的磨擦，并使密封唇非常薄。這一性能可通過(guò)在80和82上裝薄壁拱肋來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)(圖中沒(méi)有顯示)。V-型密封唇78(1)提供低壓下的雙向密封防止流體從上方或下方流過(guò)管78；(2)協(xié)助密封圈38的啟動(dòng)，防止磨損。第二道內(nèi)向V-型密封唇84從密封圈38的內(nèi)周面向內(nèi)徑向延伸，圖2中當(dāng)閥件20處于中立或關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，這道密封唇位于開口68之上。從密封圈38徑向延伸有多個(gè)截錐定心固定用凸?fàn)钗?6。這些凸?fàn)钗?6可以從如上所述的密封環(huán)38的內(nèi)周面延伸或從外周面延伸，或從兩面中延伸。這些凸?fàn)钗锟梢杂脤?duì)角線，螺線或垂直肋替代(圖中沒(méi)有顯示)。這些凸?fàn)钗?6引導(dǎo)并穩(wěn)定密封圈38，并保障液體氣體的暢通。凸?fàn)钗?6由聚合材料層72塑成。同時(shí)也可以在72的內(nèi)芯70上注出凸裝物而起同樣作用。密封圈38是被第一或密封彈簧42和第二或透氣彈簧44壓在其最上方的位置的。當(dāng)在最上方的位置時(shí)，密封彈簧42頂在硬芯70上并托在導(dǎo)管34中。透氣彈簧44托在凸緣62上并頂在彈簧44和聚合材料層72的底部之間的隔墊88上。
閥組件20有三種操作方式，圖例1～4(1)中立/關(guān)閉(圖2)；(2)工作/打開注氣排液(圖3)；(3)從容器26中排壓減壓(圖4)。
當(dāng)中立關(guān)閉時(shí)，外密封唇78與導(dǎo)管34相密封，位于分送柱開口58之上，而內(nèi)密封唇84則在開口68上方與分送柱36相密封。斜面74和環(huán)46在彈簧42，44和隔墊88的作用下密封。這個(gè)程序與常規(guī)閥不同之處在于輸出輸入口58與68處的氣壓相同，具有通的內(nèi)腔40，原因是氣體可流通凸?fàn)钗?6的間隙，從而液體可被導(dǎo)管34引離開口58和68。提高了安裝耦合接頭作業(yè)的安全性。
參見(jiàn)圖3，閥組件20放在第二操作狀態(tài)并被打開使氣體進(jìn)入液體排出。密封環(huán)38被例如由Perlick制造并標(biāo)以MK-1型號(hào)的傳統(tǒng)固定的外耦合接頭向下壓。該傳統(tǒng)耦合接頭包括一個(gè)外部的可軸向位移的空心壓管90，當(dāng)被壓下時(shí)，該壓管與密封環(huán)38的上密封面76接觸(如果需要該壓管90的內(nèi)徑被輕微鏜一下以便容納本發(fā)明。并且，如果需要，在該壓管中還可加入一個(gè)內(nèi)徑向延伸的上升停止件和一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)V形密封件)并且迫使密封環(huán)38從圖2所示的位置向下移到圖3所示的位置。將壓管90耦合到密封面76上產(chǎn)生了(1)在壓管90的徑向外側(cè)區(qū)域的進(jìn)入通道，使加壓氣體流到容器26中，以及(2)在壓管90中的排通道，使液體從容器26中流出。在壓管90和密封環(huán)38的密封面76之間的接觸線上的氣液分離是由密封彈簧42的向上壓力保持的。密封性能又通過(guò)錐形凸?fàn)钗?6和/或固定于密封環(huán)38的外壁或內(nèi)壁的垂直肋(未示出)來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)。如上所述，這些凸?fàn)钗?6用于導(dǎo)向和穩(wěn)定密封環(huán)38，分送柱36和導(dǎo)管34之間的垂直度和偏心度，從而，當(dāng)它們朝下通過(guò)導(dǎo)管34的進(jìn)/出孔58或分送柱36的排出孔68時(shí)，加強(qiáng)了密封環(huán)38的外、內(nèi)密封唇78和84的密封。
很重要地指出，在閥的制造過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整密封唇和開口位置之間的差動(dòng)關(guān)系，開口的搭接和暴露的順序是按時(shí)控制的。從而閥組件20可容易地被修改，使閥組件20在具有被設(shè)計(jì)成可控的差動(dòng)關(guān)系的內(nèi)腔40中混合不止一種氣體或液體。
當(dāng)密封圈38被下壓到圖3的位置時(shí)，(1)開口58被打開，加壓氣體從壓管90周圍的區(qū)域注入閥20；(2)開口68被開向壓管90的內(nèi)流體排出通道。密封唇78在開口58稍下的位置上阻止氣體進(jìn)入液體，從而在氣體流入容器26時(shí)保障了容器內(nèi)壓，同時(shí)也阻止了液體流入開口58，并關(guān)閉脫離氣聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管，以保障加壓氣體從開口58進(jìn)入容器26并將液體壓入導(dǎo)管的底部吸口，并向上通過(guò)分送柱36的中心，通過(guò)開口68，排出分送柱36。然后排出的液體流過(guò)壓管90而以傳統(tǒng)的方式達(dá)到分送。
相反當(dāng)沒(méi)有在閥組件20上安裝耦合接頭時(shí)，彈簧42和44將密封圈38拉回到圖2所示的中立或關(guān)閉位置將液體氣體密封在容器中，以象常規(guī)容器一樣搬運(yùn)。
但是，并不象傳統(tǒng)閥組件，本發(fā)明的閥組件20具有自動(dòng)減壓能力。減壓是需要的，因?yàn)槿萜?6中的所盛物可被暴露于諸如火一樣的熱攪拌或諸如強(qiáng)烈震動(dòng)的機(jī)械攪拌中。這些外部因素可使容器26內(nèi)的氣壓達(dá)到足以使容器破裂的水平。這種潛在的過(guò)壓可以這樣避免允許閥組件20采用圖4所示的狀態(tài)，其中，在容器26內(nèi)的封閉氣壓克服密封環(huán)38和分送柱36之間的密封。即作用在分送柱36上的氣壓克服彈簧44的作用使分送柱36朝下到開口68排氣的位置。由于密封圈38被殼體32的環(huán)46擋住，柱36的排泄口68移過(guò)內(nèi)密封唇84使容器內(nèi)的過(guò)壓流過(guò)導(dǎo)管34，通過(guò)開口58，分送柱36，并通過(guò)排出口68離開閥組件20。應(yīng)該指出，因?yàn)榉炙椭?6的朝上運(yùn)動(dòng)主要由彈簧44阻止的，在其以上就要減壓或排氣的門檻壓力由彈簧44的強(qiáng)度決定，并可選擇標(biāo)明的彈度的彈簧而進(jìn)行調(diào)整。在火災(zāi)等熱因素導(dǎo)致的過(guò)壓可通過(guò)熱分解內(nèi)芯70及至沖掉密封圈38來(lái)加速排壓。
閥件的結(jié)構(gòu)可以在不脫離以上的基本原理的基礎(chǔ)上演化出多種型式來(lái)。下面闡述一下與以上不同的結(jié)構(gòu)式3．第二實(shí)施例的說(shuō)明圖5～8與圖1～4的各部件相對(duì)應(yīng)，所不同的是在各部標(biāo)號(hào)上加了200。圖5～8中閥件220與圖1～4中閥件20的不同之處在于(1)密封圈238的設(shè)計(jì)稍有不同，(2)取消了第一實(shí)施例中的一個(gè)彈簧，(3)重新設(shè)計(jì)了分送柱236。以下詳細(xì)解釋這些區(qū)別。
密封圈238的在內(nèi)腔240的滑動(dòng)工作原理與密封圈38一樣，但238是由單一聚合物制造，因而缺乏38的保型性。此外設(shè)置于密封圈238的徑向外周的調(diào)中凸?fàn)钗?87和垂直調(diào)中肋285引導(dǎo)密封圈238沿導(dǎo)管234位移。
彈簧242與彈性密封圈238共同起彈簧42和44的作用。彈簧242上頂密封圈238的底面，下頂臺(tái)肩262。與臺(tái)肩64相比，臺(tái)肩262的三角形凸?fàn)钗?64更為靠近262的內(nèi)沿，以便承受較大的彈簧。最后，為適應(yīng)新的密封圈設(shè)計(jì)，密封圈278和284，開口258和268的相對(duì)位置均略有變化。
閥組件220與閥組件20的工作原理基本相同。當(dāng)圖5中閥組件220在中立關(guān)閉時(shí)，外密封唇278與導(dǎo)管234內(nèi)壁相密封，位移于分送柱開口258之上，而內(nèi)密封唇284則在開口268上方與分送柱外壁236相密封。斜面274和環(huán)246相密封。據(jù)此，密封圈238以下的內(nèi)腔240的所有空間中的壓力均與容器226內(nèi)壓相同。密封唇284阻止了液體從分送柱中流出。
在圖6所示的工作狀態(tài)，密封圈238在空心壓管290的下壓作用下克服彈簧242的阻力下移到圖6的位置，此時(shí)內(nèi)外密封唇284和278處于開口258和268之下。在壓管290與密封面276之間的氣液分離是通過(guò)控制彈簧242向上的頂力來(lái)達(dá)到的。固定在密封圈238的內(nèi)外壁上的內(nèi)外錐形凸?fàn)钗?86和287和/或垂直肋285導(dǎo)引和穩(wěn)定密封圈238，分送柱236和導(dǎo)管234之間的垂直度和偏心度，從而當(dāng)它們向下移過(guò)分送柱236的排出口268和導(dǎo)管234的開口時(shí)，加強(qiáng)唇278和284的密封性。與第一實(shí)施例相同，開口的啟閉時(shí)間是可以在制造過(guò)程中調(diào)節(jié)密封唇與開口的差動(dòng)關(guān)系來(lái)調(diào)整的。除此之外，閥220的工作原理與閥20相同，不在此再次詳述。
如圖7所示，閥220沒(méi)有耦合接頭，組件中唯一的彈簧242的作用是將密封圈238拉回關(guān)閉位置，以便運(yùn)輸。當(dāng)容器236內(nèi)壓力過(guò)大時(shí)，內(nèi)壓會(huì)克服彈簧242的阻力而將分送柱236向上頂出，開啟開口268并減壓，此時(shí)開口268位于密封圈238的內(nèi)密封唇284之上，其方式和第一實(shí)施例的相同。
4．第三實(shí)施例的說(shuō)明圖9～12所列的第三實(shí)施例的閥組件320與第二實(shí)施例的閥組件220相似。所不同的是在各部標(biāo)號(hào)上加了100。
閥320與閥220的不同之處在于閥320的分送柱336是一個(gè)不透氣的豎管，而不是空心管。分送柱336包括上部大口徑柱頭361和下部小口徑軸363，二者由柱頭361上的下向的臺(tái)肩369分開。圓盤362與軸363的根部固定在一起，其作用與臺(tái)肩262相同。而支承彈簧342并具有從此往上彎的凸?fàn)钗?64以導(dǎo)引彈簧342并形成開口366以使液體流過(guò)板362。肋385鑲在軸363上而不在密封圈338上，說(shuō)明調(diào)中裝置可裝在軸363或密封圈338的任一件上或這兩件上。
密封圈338與238的區(qū)別在于338的內(nèi)壁是為適用于豎管336而設(shè)計(jì)的。密封圈338的內(nèi)表面呈梯形，形成了一個(gè)軸臺(tái)肩或密封面377，并在閥處于如圖9所示的關(guān)閉狀態(tài)時(shí)分送柱336的臺(tái)肩369與其相密封。在圖10和11中，密封面377與臺(tái)肩369分離，從而開通了閥320上排出液體的通道。
閥320與閥220的工作原理基本相同。密封圈338在內(nèi)腔340中下移，在壓管390的壓力下克服彈簧342的阻力從圖9關(guān)閉的位置移到圖10開啟的位置。在壓管和密封圈相接前后的液氣分離是靠彈簧342的向上頂力保持的。密封性能又通過(guò)凸?fàn)钗?86和387，垂直肋385等固定裝置來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)，并引導(dǎo)和穩(wěn)定密封圈338，分送柱336和導(dǎo)管334之間的垂直度和偏心度，從而在密封圈338在啟閉作動(dòng)中，提高密封唇378的密封度。當(dāng)密封圈338相對(duì)分送柱336作動(dòng)時(shí)，密封面377與臺(tái)肩369分離，開口開通，液體流經(jīng)密封圈338和分送柱336的間隙，排出閥320并流入壓管390的中空道。與上一個(gè)實(shí)施例相同，開口的啟閉時(shí)間是可以在制造過(guò)程中調(diào)節(jié)密封唇與開口的差動(dòng)關(guān)系來(lái)調(diào)整的。除此之外，閥組件320的工作原理與第一、二實(shí)施例的相同，不在此再次詳述。
如圖9～11所示，當(dāng)閥320上沒(méi)有外部耦合接頭時(shí)，彈簧342將密封圈338拉回關(guān)閉位置從而盛裝液體和氣體以便運(yùn)輸。當(dāng)因熱機(jī)械等原因容器326內(nèi)壓過(guò)大時(shí)，內(nèi)壓會(huì)克服彈簧342的阻力而迫使分送柱336上移從而(1)柱或分送柱36的頭部361或大徑的底部水平面或臺(tái)肩369移過(guò)密封圈338的水平面或密封面377。然后，容器326中的加壓氣體從導(dǎo)管334上的開口358而排出，并通過(guò)密封圈338的中心，通過(guò)密封圈338和分送柱336的開口通道，排出閥組件。
5．第四實(shí)施例的說(shuō)明圖13～16所示的第四實(shí)施例中閥組件420與閥組件20的主要區(qū)別在于當(dāng)閥處于泄壓狀態(tài)時(shí)，分送柱436不位移，而密封圈438上移來(lái)達(dá)到減壓的目的，因而閥組件420在設(shè)計(jì)上與前者有所不同，但與閥組件20的類型設(shè)計(jì)最為相近。部件標(biāo)號(hào)與第一實(shí)施例相近，所不同的是在各部標(biāo)號(hào)上加了400。
首先，在圖13中當(dāng)閥420處于關(guān)閉位置時(shí)，密封圈438并不與環(huán)446接觸，而在彈簧442和與其相對(duì)的彈簧444的作用力下處于446與導(dǎo)管438的開口458之間。通氣彈簧444軸向界于環(huán)446和密封438之間，并施加向下的作用力給密封圈438。密封圈的中間軸向部可與彈簧444接觸，使通氣彈簧444安裝在密封圈438的臺(tái)肩488上，密封圈438較密封圈38為長(zhǎng)。
其次，環(huán)462的直徑較第一實(shí)施例的環(huán)為大，并由固定在導(dǎo)管434中的固定環(huán)463定位。
以下是第四實(shí)施例的閥組件420的操作過(guò)程。
在圖13中當(dāng)閥組件420處于關(guān)閉的位置時(shí)，密封圈438上的外密封唇478與導(dǎo)管434壁接觸，并在開口458上方密封。內(nèi)密封唇484在開口468上方與分送柱相密封。密封圈438在上部通氣彈簧444和下部密封彈簧442的作用下處于關(guān)閉位置。開口458，468和內(nèi)腔440的氣壓由于在凸?fàn)钗?86之間的氣流而相同，從而使容器內(nèi)液體流離開口458，增進(jìn)了耦合接口的安全系數(shù)。
圖14中閥組件420處于工作狀態(tài)，使密封圈438在壓管490的作用力下克服彈簧442阻力而使氣體進(jìn)入液體排出，壓管490與密封圈438的上密封面476接觸并使密封圈438，由圖13的位置下移到圖14的位置，加壓氣體由壓管490的空管外進(jìn)入容器426內(nèi)，液體則由壓管內(nèi)排出。在壓管490與密封面476之間的氣液分離是通過(guò)密封彈簧442向上的頂力來(lái)達(dá)到的。密封性能又通過(guò)固定在密封圈438的內(nèi)外壁上的凸?fàn)钗?86和/或垂直肋(未圖示)等固定裝置來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)。
當(dāng)密封圈438下移到圖14中的位置時(shí)，(1)開口458開啟，加壓氣體從壓管490周圍注入閥420，(2)排出口468露在壓管490的內(nèi)流體排出通路中。外密封唇478在開口458稍下處密封以防止加壓氣體進(jìn)入液體中，密封唇480從而保持了注入的壓力。密封唇482防止液體進(jìn)入開口458，封閉了導(dǎo)管434的氣道，迫使氣體由通過(guò)開口458注入容器426，并將液體壓入導(dǎo)管434，流過(guò)分送柱436的中心增強(qiáng)了密封唇484的密封，然后通過(guò)開口468排出分送柱。該排出的液體流過(guò)壓管490并以傳流的方式被分散。
如圖13所示，當(dāng)閥組件420上沒(méi)有外部耦合接頭時(shí)，彈簧442和444將密封圈438拉回關(guān)閉位置以便運(yùn)輸。當(dāng)容器426內(nèi)壓過(guò)大時(shí)，閥組件420采用圖15所示的狀態(tài)，其中容器426中的氣壓克服密封圈438的內(nèi)密封唇484和分送柱436之間的密封。即作用于密封圈438的內(nèi)壓會(huì)克服彈簧444的阻力而迫使密封圈438上移并打開開口468排壓。由于分送柱436是由環(huán)463擋住的，內(nèi)密封唇484移過(guò)上端460并開啟開口468，將內(nèi)壓通過(guò)導(dǎo)管434，開口458，分送柱436，開口468而最終排出閥組件420外。
6．發(fā)明的優(yōu)越性以上所述發(fā)明不但適用于無(wú)數(shù)現(xiàn)存的，缺乏安全性的容器，同時(shí)在同樣的空間內(nèi)所用的部件少于現(xiàn)存的閥門，從而增大了輸入輸出的流量，為用戶節(jié)省了費(fèi)用。同時(shí)靠調(diào)整彈簧或墊圈，便可輕易地對(duì)容器內(nèi)壓進(jìn)行控制。閥組件為雙向式，同一開口和內(nèi)腔可適用于液體及氣體，并可防止液體殘留在接口處。密封圈可用聚合材料一次塑成，并應(yīng)設(shè)計(jì)要求無(wú)需進(jìn)行硬化處理。閥的作動(dòng)時(shí)間可以根據(jù)閥罩上的開口位置及密封圈上的密封唇的位置進(jìn)行調(diào)整，從而能夠在同一內(nèi)腔內(nèi)混和不同的液體氣體，并可在設(shè)計(jì)上調(diào)整它們的比例。如圖9～12，基于它的內(nèi)在延伸性能，密封圈可以由注塑聚合材料制成，并替代通氣彈簧而起一個(gè)控制彈簧的作用。如圖9～12所示，密封圈內(nèi)外的凸?fàn)钗锖蛢?nèi)肋起了將各部件保持在垂直和中心位置的作用。本閥還能夠調(diào)整活動(dòng)密封圈內(nèi)外的壓力。另外本發(fā)明中的密封圈還可與其它部件組合使用，如液壓活塞閥，或容器閥來(lái)增益其效應(yīng)。
雖然本發(fā)明通過(guò)具體形式進(jìn)行了描述，但應(yīng)該知道，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)還可進(jìn)行種種變形。
權(quán)利要求
1．一種用于在加壓氣體下分別將容器(26，226，326，426)中液體分送的閥組件(20，220，320，420)，包括(A)安裝在容器開口中的導(dǎo)管(34，234，334，434)，具有管內(nèi)壁，底部開口，頂部開口和在這二個(gè)口之間的輸入輸出口，(B)徑向位于導(dǎo)管中央的分送柱(36，236，336，436)，具有外表面，至少與導(dǎo)管平行，柱外表面和導(dǎo)管內(nèi)壁之間形成內(nèi)腔；(C)和位于內(nèi)腔中的下向可滑動(dòng)密封圈(38，238，338，438)，該密封圈在以下二個(gè)位置之間滑動(dòng)(1)第一位置密封圈在輸進(jìn)出口之上的位置與導(dǎo)管內(nèi)壁相密封并且與分送柱外壁相密封，并防止液體流出閥體，(2)第二位置密封圈在輸進(jìn)出口之下的位置與導(dǎo)管內(nèi)壁相密封，并且所述密封圈允許流體排出閥體。
2．如權(quán)利要求1所述閥組件，其特征在于密封圈，導(dǎo)管和分送柱之間的相對(duì)位置可變當(dāng)容器內(nèi)壓過(guò)大時(shí)，減壓功能自動(dòng)啟動(dòng)，密封圈和/或分送柱在導(dǎo)管中沿軸線作動(dòng)密封圈在輸入出口之上的位置與導(dǎo)管內(nèi)壁相觸密封，流體流出閥外。
3．如權(quán)利要求2所述的閥組件，其特征在于在泄壓時(shí)，密封圈靜止不動(dòng)，分送柱向上移動(dòng)。
4．如權(quán)利要求3所述的閥組件，其特征在于進(jìn)一步包括了彈壓分送柱和密封圈的彈簧(42，242，342，442)，在泄壓過(guò)程中阻止分送柱的移動(dòng)。
5．如權(quán)利要求4所述的閥組件，其特征在于所述彈簧是第一彈簧(44)，第一彈簧(44)具有坐落于上部墊圈的上端和坐落于分送柱的下端，還包括第二彈簧(42)，第二彈簧(42)套在第一彈簧外并與之同心，并具有坐落于所述密封圈的上端和坐落于所述導(dǎo)管的下端。
6．如權(quán)利要求3所述閥組件，其特征在于所述分送柱具有空心內(nèi)部，靠近頂部開有一個(gè)排泄口，在密封圈內(nèi)有密封唇(84，284，384，484)，這個(gè)密封唇，1)當(dāng)密封圈處在第一位置時(shí)，它位于分送柱的排泄口上端，2)當(dāng)密封圈處在第二位置時(shí)，它位于分送柱的排泄口下端，3)當(dāng)自動(dòng)減壓時(shí)，它位于分送柱的排泄口下端。
7．如權(quán)利要求3所述的閥組件，其特征在于分送柱(336)包括1)柱頭(361)，2)由柱頭向下延長(zhǎng)的柱軸(363)，其直徑較柱頭為小，和柱頭與軸相接處形成的下向臺(tái)肩(369)，在密封圈上下端之間在其內(nèi)表面形成的上向密封面(377)該密封面通常密封地與臺(tái)肩相嚙合，密封圈從第一位置移向第二位置時(shí)，密封面離開分送柱的臺(tái)肩，并在密封圈和分送柱之間形成了一個(gè)空間，允許液體流入，并排出閥體。
8．如權(quán)利要求2所述的閥組件，其特征在于當(dāng)自動(dòng)減壓時(shí)，分送柱(436)靜止不動(dòng)，密封圈(438)向上移動(dòng)。
9．如權(quán)利要求8所述的閥組件，另外包括第一彈簧(444)，位于密封圈上表面，在減壓中阻止密封圈的上移，第二彈簧(442)，位于密封圈下表面，在減壓中阻止密封圈從第一位置移向第二位置。
10．如權(quán)利要求3所述閥組件，其特征在于分送柱內(nèi)部中空，并在接近上端處有一個(gè)排泄口，在所述密封圈的一個(gè)內(nèi)周面上形成一密封唇(84，284)1)當(dāng)密封圈位于第一位置時(shí)，所述的密封唇(84，284)位于分送柱排泄口的上方，2)當(dāng)密封圈位于第二位置時(shí)，密封唇位于分送柱排泄口的下方，3)當(dāng)減壓時(shí)，所述的密封唇位于分送柱排泄口的下方。
11．如權(quán)利要求1所述的閥組件，還包括多個(gè)起調(diào)中作用的凸?fàn)钗?86，286，386，486)，這些凸?fàn)钗飶乃雒芊馊ρ由斓剿龇炙椭⑴c分送柱嚙合，同時(shí)使流體流過(guò)其中，導(dǎo)向并保持所述密封圈、分送柱、導(dǎo)管之間的垂直和偏心度。
12．如權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于密封圈(38，438)的硬性內(nèi)芯(70，470)外包有一層注塑聚合材料(72，472)。
13．如權(quán)利要求12所述的閥組件，其特征在于密封圈內(nèi)芯由可熱分解的材料制成。
14．如權(quán)利要求10所述的閥組件，當(dāng)密封圈處于第一位置時(shí)，輸出入口及排泄口相互連通，當(dāng)密封圈處于第二位置時(shí)，輸出入口及排泄口相互密封。
15．一種用于閥組件的密封圈(38，238，338，438)，所述密封圈至少在外層由聚合材料制成，其中(A)位于密封圈外緣的第一道密封面(78，278，378，478)的作用在于防止液體軸向流動(dòng)，這個(gè)密封面上有一個(gè)從所述外周表面向外延伸的密封唇，(B)位于密封圈內(nèi)壁的第二道密封面(84，284，384，484)的作用在于防止液體軸向流動(dòng)，(C)多個(gè)起調(diào)中作用的凸?fàn)钗?86，286，386，486)，這些凸?fàn)钗镏辽購(gòu)乃鰞?nèi)周表面和外周表面延伸用于嚙合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的一個(gè)，同時(shí)允許流體流過(guò)其中，同時(shí)保持所述密封圈和所述至少一構(gòu)件的位置關(guān)系。
16．如權(quán)利要求15所述的密封圈，其中第一密封面(78，278，378，478)上具有一道V形密封唇并帶有上密封面(80，280，380，480)和下密封面(82，282，382，482)，二者與所述的第一構(gòu)件嚙合，并在第一和第二密封面之間形成一個(gè)圓形空間。
17．如權(quán)利要求16所述密封圈，其特征在于至少一道密封面(85)中的密封唇上具有一個(gè)細(xì)圓肋(285)，處于上密封面和下密封面之一的附近，并與所述導(dǎo)管的內(nèi)表面嚙合。
18．如權(quán)利要求15所述密封圈，其特征在于每個(gè)所述凸?fàn)钗?86，286，386，387，486)包括與所述密封圈整體形成的截錐件。
19．一種控制從容器(26，226，326，426)排出的液體流動(dòng)的方法，所述容器(26，226，326，426)具有開口，其中安裝有導(dǎo)管(34，234，334，434)和分送柱(36，236，336，436)，在分送柱和導(dǎo)管之間形成有一個(gè)內(nèi)腔，在導(dǎo)管上具有輸入出口，從容器內(nèi)壓出液體的方法包括(A)將密封圈(38，238，338，438)在內(nèi)腔中機(jī)械地驅(qū)動(dòng)，(1)從第一位置，在第一位置上防止氣液體流出容器(26，226，326，426)外，(2)到第二位置，在第二位置時(shí)，氣體從所述密封圈(38，238，338，438)上流過(guò)輸入出口，液體通過(guò)密封圈(38，238，338，438)流出容器(26，226，326，426)。
20．一種如權(quán)利要求19所述的方法，還包括在容器內(nèi)產(chǎn)生高壓，所述氣壓至少使密封圈(38，238，338，438)和/或分送柱(36，236，336，436)之一相對(duì)于導(dǎo)管沿軸線作動(dòng)所述密封圈(38，238，338，438)在離開輸進(jìn)出口處與導(dǎo)管(34，234，334，434)內(nèi)壁相密封，氣體排出容器(26，226，326，426)外，從而達(dá)到降壓的目的。
21．如權(quán)利要求19所述的方法，其中當(dāng)所述密封圈(38，238，338，438)從第一位置移向第二位置時(shí)，密封圈(38，238，338，438)將輸入出口與在導(dǎo)管內(nèi)的加壓液體隔離。
22．如權(quán)利要求19所述的方法，還包括密封圈(38，238，338，438)的始動(dòng)下移和閥門開啟的時(shí)間差可選擇設(shè)定的密封圈(38，238，338，438)和輸入出口的位置關(guān)系來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
一種閥組件(20,220,320,420)可被固定在液體容器(26,226,326,426)的上部開口處。閥件包括支撐環(huán)(22,222,322,422),和安裝在支撐環(huán)中的,可卸式導(dǎo)管/閥組件。這個(gè)閥組件包括一根均勻的,帶有可閉氣/液體開口的導(dǎo)管(34,234,334,434),和與導(dǎo)管同軸心的導(dǎo)管上部構(gòu)件;移動(dòng)密封圈(38,238,338,438)及分送柱(36,236,336,436)。密封圈可在外力的作用下,克服彈簧的阻力,沿軸線從中立關(guān)閉位置向下位移到開啟位置。當(dāng)容器內(nèi)壓過(guò)大時(shí),在內(nèi)壓的作用下,密封圈和/或分送柱可沿軸線相對(duì)位移,從中立位置位移到通氣位置,從而排泄容器內(nèi)壓,并達(dá)到調(diào)節(jié)容器內(nèi)壓的目的。
文檔編號(hào)B65D83/44GK1204294SQ96198954
公開日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1996年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月11日
發(fā)明者布拉德福德·阿米季奇 申請(qǐng)人:溫特－邁迪克公司