发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种比现有技术阀门包括较少部件的阀门。
本发明的实施例的另一个目的是提供一种比现有技术阀门易于组装的阀门。
本发明的实施例的又一个目的是提供一种能够利用比现有技术阀门需要较少步骤的组装过程而安装到容器上的阀门。
本发明的再一个目的是提供一种在打开位置提供高流速且在关闭位置提供有效密封的阀门。
根据本发明的第一方面,提供了一种阀门,所述发明包括:
凸缘部,其包括限定轴向方向的管状部,以及
安装在所述凸缘部的管状部中的阀芯,所述阀芯是由弹性材料制成,并且所述阀芯设有形成于所述阀芯的侧壁中的一个或多个切口,所述侧壁的至少一部分布置成与所述凸缘部的所述管状部的内壁相抵靠,所述内壁沿着所述轴向方向延伸,
其中所述阀芯适配成响应于沿着所述管状部的所述轴向方向施加的力而拉伸,其方式为所述一个或多个切口从所述管状部至少部分地移出,从而经由所述一个或多个切口通过所述凸缘部建立流体连接,并且其中所述阀芯适配成不再施加所述力时恢复松弛状态,恢复其形状和尺寸,从而将所述一个或多切口移入所述管状部中,从而通过所述凸缘部中断所述流体连接。
在当前上下文中,词语“阀门”应解释为意指能够选择性地允许流体流过其中或防止这种流体流动的物体。
所述发明包括凸缘部和阀芯。所述阀芯安装在所述凸缘部的管状部中。在当前上下文中,词语“管状部”应解释为意指凸缘部的具有基本上管状形状,即,管的形状的部分。因此,管状部包括围合内腔的壁,所述壁限定了截面形状和尺寸,该尺寸沿着管状部的轴向方向基本上是不变的。管状部可以具有圆柱形状,在此情况下由所述壁限定的截面形状是圆形的。作为一种替代方案,所述侧壁可以限定任何其他适当的截面形状。所述壁的内表面面向所述内腔。所述壁以及由此所述内壁的内表面沿着轴向方向延伸。
阀芯是由弹性材料制成。从而,可以通过向阀芯施加力而改变阀芯的形状。然而,当不再施加该力时,阀芯恢复其最初形状,即,恢复松弛状态。在当前上下文中,词语“阀芯”应解释为意指可能与阀门的一个或多个其他部件相配合,来限定阀门处于打开状态还是关闭状态的元件。
阀芯设有形成于阀芯侧壁中的一个或多个切口或开口。所述切口各自提供一穿过侧壁的通道。可以通过例如从阀芯移除材料(例如以切割、冲孔或冲压方式)来设置切口。作为一种替代方案,可以在制造阀芯的过程中直接在阀芯的侧壁中形成切口。这可以是模制工艺,例如注射模制工业的结果,取决于用于阀芯的材料。
阀芯的侧壁的至少一部分布置成与管状部的内壁相抵靠。因而,侧壁的至少一部分遵循管状部的内壁的管状形状。优选地,阀芯的侧壁具有管状形状,该侧壁从而布置成沿着凸缘部的管状部所限定的整个外围与管状部的内壁相抵靠。由于阀芯的侧壁布置成与凸缘部的管状部的内壁相抵靠,因此提供了侧壁与内壁之间的密封。当切口设置在与内壁相抵靠地布置的侧壁部分之中时,防止了流体经由切口流过阀芯的侧壁。另一方面,如果一个或多个切口至少部分地设置在没有与管状部的内壁相抵靠地布置的侧壁部分之中时,所提供的密封就不会防止流体经由所述切口流过阀芯的侧壁。
阀芯适配成响应于沿着凸缘部的管状部的轴向方向施加的力而拉伸。这可以纯粹是阀芯的材料的弹力特性的结果。当阀芯以此方式被拉伸时,所述一个或多个切口从管状部被至少部分地移出,即,当阀芯处于拉伸状态时,切口不再处于如上所述的‘密封部’中,从而经由形成于阀芯的侧壁中的切口通过凸缘部建立了流体连接。
由于阀芯的材料的弹性特性,阀芯进一步适配成不再施加力时恢复松弛状态,恢复其形状和尺寸。从而,所述一个或多个切口被移入凸缘部的管状部中。因而,在此情形下,切口布置在“密封部”中。因此,防止了流体经由阀芯的切口流过凸缘部,即,中断了先前通过凸缘部建立的流体连接。
因此,可以简单地通过施加的力来控制根据本发明的第一方面的阀门。当施加力时,阀门处于打开状态,允许流体流过阀门,而当没有施加力时,阀门处于关闭位置并且提供密封。这非常简单,不会牺牲阀门的密封特性。另外,可以简单地通过将阀芯安装在凸缘部的管状部中来组装阀门,即,仅需一道工序,该道工序可以容易地并入一物品,例如容器,如包、袋等的一般生产过程中。最后,阀门可以仅需两个组装的部件,即,凸缘部和阀芯。
阀芯可以设有至少两个切口,所述切口沿着环形方向基本上等距地布置在侧壁上。根据该实施例,切口沿着管状部的环形部或外围部均匀地分布。从而,只要切口具有基本上均匀的尺寸,当阀门处于打开位置时,流过阀门的流体也沿着环形或外围方向基本上均匀地分布。这对于某些应用来说可能是有利的。
所述阀芯可以进一步包括密封唇,当所述阀芯处于松弛状态时,所述密封唇设置成与所述凸缘部的密封边缘相抵靠,并且当所述阀芯处于拉伸状态时,所述密封唇布置成与所述密封边缘相隔一距离。根据该实施例,阀芯的密封唇和凸缘部的密封边缘相结合,在阀门处于关闭位置时,提供了对于阀门的附加密封。密封边缘可以有利地环状布置在凸缘部的管状部的端部。在此情况下,密封唇可以类似地环状布置在阀芯的侧壁的外表面上。
此外,为了在阀门处于关闭位置时提供对阀门的有效密封,可以在凸缘部与阀芯之间设置进一步的密封装置。
阀芯可以适配成响应于通过加压流体施加的力而伸展。所述加压流体优选为加压气体。然而,不排除加压流体可以是液体或气液混合物的情况。例如为了对安装阀门的柔性壁容器充气的目的,加压流体可以有利地是当阀门处于打开位置时应流过阀门的流体。根据该实施例,可以按以下方式操作阀门。当希望使流体流过阀门时,例如为了对容器充气,可以简单地向阀门供应加压流体。加压流体所产生的力使阀芯拉伸,从而如上所述地打开阀门,允许加压流体经过阀门。当不再希望允许流体经过阀门时,例如由于容器已被充分充气,则简单地停止或中断加压流体的供应。从而,不再施加先前由加压流体施加给阀芯的力。因此,阀芯恢复松弛状态,从而恢复其最初尺寸和形状,并且有切口形成于其中的侧部部分被移动以与凸缘部的管状部的内壁相抵靠,从而关闭阀门。在此情况下,阀门安装在可充气容器上或形成其一部分,这保证用于对容器充气的流体无法经由阀门离开容器,即,容器保持充气。
凸缘部可以设有接口部,使加压流体源能被连接到阀门上。接口部可以允许阀门与加压流体源之间的相对角运动。根据该实施例,可以选择阀门与加压流体源之间的相对角运动以符合任何适当的要求。例如,阀门可能设置在难以触及状况的区域中,在该状况下,希望在加压流体源附接到阀门上时可以手动操作的方式来定位该加压流体源。例如,如果阀门安装在可充气包或袋上或形成其一部分,而该包或袋位于货物集装箱中的运输货物之间,以防止货物在运输过程中移位,则可能出现这种情况。由于这种包或袋设置在货物之间,之后被充气,所以给定包或袋的阀门可能不易触及,因此优点是可以通过允许手动操作加压流体源以对包或袋充气的方式,容易对加压流体源定向。
加压流体源可以包括与凸缘部的接口部相匹配的喷嘴部。喷嘴部和接口部可以有利地通过在加压流体源与阀门之间建立基本上流体紧密连接的方式配合。这允许加压流体以安全有效的方式供应到阀门并流过阀门。喷嘴部和接口部可以例如通过掣子系统、经由螺纹连接件、经由夹紧系统或以任何其他适当方式连接。优选地,喷嘴部和接口部可以容易地连接和断开。
阀芯可以设有环形凹槽,接口部可以布置成与所述凹槽啮合,其方式为连接到接口部的加压流体源将阀芯压靠在接口部上。根据该实施例,当通过加压流体向阀门施加力时,设有环形凹槽的阀芯部分被压靠在接口部上。从而,该阀芯部分被保持在加压流体源与接口部之间。从而避免了加压流体所施加的力通过该阀门部分的管状部对阀芯施压,并且实现了阀门的可靠操作。
阀芯沿着轴向方向延伸越过接口部。根据该实施例,弹性阀芯形成了加压流体源与阀门之间的界线。阀芯的弹性特性提供了对该界线的密封。
阀芯可以由弹性体制成,例如硅树脂、热塑性橡胶或任何其他适当类型的弹性体。硅树脂是用于阀芯的优选材料,因为硅树脂通常容易拉伸,并且因为硅树脂的弹性特性和稳定性在非常大的温度范围内(涵盖货船上载有的货物集装箱中通常预期的温度)基本上不变。
凸缘部可以进一步包括基本上垂直于管状部的轴线方向布置的板形部。板形部可以有利地用于将阀门安装或附接到物品,例如可充气容器上。
凸缘部可以安装到另一个凸缘上,所述另一个凸缘可以安装到柔性壁容器,例如包或袋上。承载阀芯的凸缘部可以安装到另一个凸缘上,其方式为,可以通过单一操作将凸缘部从另一个凸缘部拆下或附接到其上,而打开或关闭通往容器内部的通道。这可以例如通过卡接件(例如WO94/06695公开的类型)实现。根据本发明,可通过将凸缘部从另一个凸缘拆下而容易地实现高放气率,从而打开通往容器内部的通道。这允许容器被再利用,因为可以通过打开通道容易地对容器放气,然后可以通过将凸缘部安装到另一个凸缘部上容易地将该通道关闭,从而如上所述,能通过阀门再次对容器进行充气。
根据第二方面,本发明提供了一种容器,所述容器包括柔性壁以及根据本发明的第一方面所述的阀门,所述阀门的布置方式为当所述阀门处于打开位置时,其限定所述容器的内部与外部之间的流体通道,并且当所述阀门处于关闭位置时,其密封所述容器。
因此,根据第二方面的容器包括如上所述的阀门。因而,以上所作论述同样适用于此。所述容器可以例如是布置在货物集装箱中的货物之间以防止货物在运输过程中移位的这种容器。当阀门处于打开位置时,可通过阀门对容器进行充气或放气。当阀门处于关闭位置时,容器被密封,即,如果容器处于充气状态,只要阀门保持在关闭位置,就会防止容器放气。如果希望对容器放气,则可以对阀门构件施加力,例如机械力,从而将阀门移至打开位置,使膨胀流体能够从容器内部流到外部,或者可以提供如上所述的另一个凸缘,以便容易形成通往容器内部的通道。这使容器能被再利用。作为一种替代方案,如果不会再利用该容器,当希望对容器放气时,可以在容器壁中切出缺口。
如上所述,阀芯的切口设在阀芯的侧壁上。在阀门安装到容器上的方式为凸缘部的管状部的轴向方向基本上垂直于具有安装于其上的阀门的容器壁所限定的表面的情况下,流过切口的流体则基本上平行于具有安装于其上的阀门的容器壁表面。这是一个优点,因为由此防止了在充气初始阶段过程中膨胀流体被容器的相对壁阻挡。另外,充气过程中在容器的相对壁中发生振动的风险被降到最小。在该壁衬有薄膜的情况下,这种振动可能引起薄膜破裂,从而有可能造成容器渗漏。
根据第三方面,本发明提供了一种用于根据本发明的第一方面的阀门的阀芯,所述阀芯限定了由基本上管状的侧壁和基本上关闭的第一端部界定的内腔,所述阀芯进一步包括与所述第一端部相对布置的第二端部,在所述第二端部或其附近设有开口,所述开口建立了所述内腔与外部之间的流体连接,其中所述侧壁设有一个或多切口,每个切口建立了所述内腔与外部之间的流体连接。
应注意的是,本领域的技术人员将容易认识到,与本发明的第一方面相结合描述的任何特征也可以与本发明的第二或第三方面相结合,与本发明的第二方面相结合描述的任何特征也可以与本发明的第一或第三方面相结合,与本发明的第三方面相结合描述的任何特征也可以与本发明的第一或第二方面相结合。
根据本发明的第三方面的阀芯是用于根据本发明的第一方面的阀门,因此以上所作论述同样适用于此。
由于开口建立了内腔与外部之间的流体连接,并且每个切口建立了内腔与外部的流体连接,因此流体可以经由开口进入内腔并经由切口离开内腔,或者反之亦然,从而使流体能经由内腔流过阀芯。
所述阀芯适配成安装在根据本发明的第一方面的阀门的凸缘部中,其方式为管状侧壁的外表面布置成与凸缘部的管状部内壁相抵靠。当切口布置在与凸缘部的管状部内壁相抵靠的管状侧壁区域中时,由于基本上关闭的第一端部,防止了流体经由内腔流过阀芯。因此,在此情形下阀门被关闭。然而,当切口至少部分地布置在不与凸缘部的管状部内壁相抵靠的管状侧壁区域中时,以如上所示的方式使流体能经由内腔流过阀芯。因此,在此情形下阀门被打开。通过将包括切口的管状侧壁区域在该区域与法兰部的管状部的内壁相抵靠的位置以及该区域的至少一部分不与法兰部的管状部的内壁相抵靠的位置之间移位,可在打开位置和关闭位置之间操作阀门。
阀芯可以设有至少两个切口,所述切口沿着环形方向基本上等距地布置在侧壁上。如以上参照本发明的第一方面所述,只要切口具有基本上均匀的尺寸,该切口布置保证了当阀门处于打开位置时,流过阀门的流体沿着环形或外围方向基本上均匀地分布。
所述阀芯可以进一步包括布置在所述切口与所述第一端部之间的密封唇。根据该实施例,当包括切口的管状侧壁区域布置成与凸缘部的管状部内侧壁相抵靠时,密封唇可被移动到与其中安装有阀芯的凸缘部的密封边缘相抵靠。如上所述,这改进了包括阀芯的阀门的密封特性。
阀芯可以是由弹性材料制成,例如弹性体,如硅树脂、热塑性橡胶等。根据该实施例,通过向阀芯施加力,使阀芯拉伸,可以将包括切口的管状侧壁区域在该区域与法兰部的内壁相抵靠的位置以及该区域的至少一部分不与该内壁相抵靠的位置之间移动。
具体实施方式
图1是根据本发明的第一实施例的阀门1的透视图。阀门1包括凸缘部2和安装在凸缘部2的管状部4中的阀芯3。阀芯3包括密封唇5,在图1中该密封唇布置成与凸缘部2的密封边缘6相抵靠。这防止了流体经由管状部4流过阀门1,即,阀门1处于关闭位置。
图2是图1的阀门1的部分透视部分截面视图。在图2中可以看出阀芯3包括侧壁7,该侧壁布置成与凸缘部2的管状部4的内壁相抵靠。侧壁7设有沿着侧壁7周向布置的若干切口8。每个切口8各自限定一穿过侧壁7的通道。
在图2中还可以看出阀芯3的密封唇5布置成与凸缘部2的密封边缘6相抵靠,从而防止流体在密封唇5与密封边缘6之间流过。由于阀芯3进一步设有闭端部9,因此有效地防止了流体经由凸缘部2的管状部4流过阀门1。
凸缘部2的管状部4设有环状边缘10,形成朝向加压流体源(未示出)的接口。环形边缘10使例如喷嘴形式的流体源容易以紧固方式安装到阀门1上。另外,由于边缘10环状地布置在管状部4上,因此使加压流体源能够相对于阀门1转动,即,如上所述,可以选择加压流体相对于阀门1的适当定向。从而能够向阀芯3的内部供应加压流体,例如加压空气。以下将对此进一步详细地说明。
阀芯3是由弹性材料制成,例如弹性体,如硅树脂。从而阀芯3适配成在对阀芯3施加力时拉伸,并且不再施加力时恢复松弛状态,即,恢复最初的形状和尺寸。以下还将对此进一步详细地说明。在图1和图2中,阀芯3处于松弛状态。
图3是图1和图2的阀门1的透视图。在图3中,已对阀芯3施加力,阀芯3从而被拉伸,其方式为,阀芯3的密封唇5不再抵靠凸缘部2的管状部4的密封边缘6。另外,切口8的一部分不再布置在凸缘部2的管状部4中,阀芯3的侧壁7以此方式已被拉伸。因而,经由管状部4和切口8限定了穿过阀门1的流体通道。因此,阀门1处于打开位置。
施加到阀芯3的力可以通过加压流体,例如加压空气施加。在此情况下,在环形边缘10处将加压流体源,例如喷嘴附接到凸缘部2的管状部4上。然后加压流体的压力使阀芯3拉伸,从而如上所述地打开阀门1。另外,加压流体经由管状部4和切口8流过阀门1。因此,当希望使流体流过阀门1,例如以便使具有柔性壁的容器充气时,如上所述简单地向阀门1施加加压流体,从而同时打开阀门1和使流体流过阀门1。当例如因为容器被充分充气而不再希望流体流过阀门1时,简单地移除加压流体源。从而移除了由于加压流体而施加到阀芯3上的力,阀芯3恢复其松弛状态,从而关闭阀门1并防止流体回流经过阀门1。
图4是图3的阀门1的部分透视部分截面视图。在图4中清晰地看出,阀芯3被拉伸,切口8从管状部4移出。
在图1至图4中可以看出,凸缘部2包括板形部11。当阀门1处于打开位置时,阀门1提供通往容器内部的流体通道,当阀门1处于关闭位置时,阀门将容器密封,板形部11以此方式使阀门1能被附接到容器上。
板形部11设有八个球根状表面部12。当阀门1处于如图3和图4所示的打开位置时,加压流体侧向地,即,在沿着板形部11所限定的平面的方向从切口8流出,并流向球根状表面部12。这防止了流过阀门1的流体被与其上安装有阀门1的壁相对布置的容器柔性壁阻止或阻挡。球根状表面部12进一步使流体流动转向,从而保证容器被快速地有效地充气。
阀芯3设有凹槽13,该凹槽布置成与凸缘部2的管状部4的一部分相啮合。从而,当例如喷嘴形式的加压流体源安装在环形边缘10时,喷嘴以及由加压流体提供的力将阀芯3的形成凹槽13的部分压靠在管状部4上。从而防止了加压流体所施加的力通过管状部4推动阀芯3。
图5至图8示出了根据本发明的第二实施例的阀门1。图5和图6示出了关闭位置的阀门1,图7和图8示出了打开位置的阀门1。图5至图8的阀门1与图1至图4的阀门类似,因此这里将不作详细说明。
在图5至图8的阀门1中,布置在凸缘部2的板形部11上的球根状表面部12具有细长形状,并且沿着板形部11的基本上径向的方向延伸。球根状表面部12的该形状保证流体流动被更有效地转向。另外,球根状表面部12充当一种肋条,对板形部11提供结构强度。
图9至图12示出了用于图1至图4的阀门1或图5至图8的阀门1的阀芯3。容易看到闭端部9、侧壁7和切口8。图9是阀芯3的透视图,图10是其侧视图。图11从朝向闭端部9的方向示出了阀芯3,图12从相对方向示出了阀芯3,示出了阀芯3的内部。