CN102015483A - 分配阀组件 - Google Patents
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Abstract
一种分配阀组件(20、220)被构造成控制来自关联的容器(22)或类似储存器的流,并且包括构造成用于与所关联的容器(22)连接的分配阀主体(26、226)。阀组件(20、220)包括弹性可变形的阀部件(32、232),其位于阀主体(26、226)内,用于控制穿过其的流。通过提供可往复地运动的致动部件(30、230)进行阀部件(32、232)的选择性打开,致动部件一般位于阀主体(26、226)内,其可以被致动来抵着阀部件(32、232)并与阀部件接合以使阀部件(32、232)从其关闭构造运动到其打开构造。在阀主体(26、226)的外部上提供的致动按钮(28、228)能与内部致动部件(30、230)接合以允许阀组件(20、220)的方便操作。
Description
技术领域
本发明涉及用于从关联的容器或类似储存器分配流动物质的阀组件,更具体地涉及包括弹性体流控制阀的阀组件,以及能与阀接合的、用于选择性地控制流通过所述组件的致动部件。
背景技术
本发明的发明人已经发现提供一种用于分配流动产物(包括液体)的改进系统很有利。具体地,所述发明人已经发明了一种创新性设计,提供此前包装产业未想到或现有技术未提出的优点。
发明内容
本发明的发明人已经发明了创新性的分配阀组件,该分配阀组件以及其他可以被有利地用于方便地从关联的容器或其它储存器分配液体或类流体物质。
依照本发明,公开了一种分配阀组件,其被构造成用于控制来自关联的容器或其它储存器的流。本分配阀组件期望直接具有用于经济制造和可靠连续操作的构造,并且包括分配阀主体,分配阀主体可被构造成限定第一和第二内部流通道,它们被连结成彼此流体连通以接收来自关联的容器的流体。在一个说明的实施例中,阀主体包括用于与所关联的容器连接的连接套圈,第一内部流通道延伸穿过连接套圈。阀主体还限定阀主体的流排放开口,液体可以通过流排放开口从阀组件内部流出。
通过布置在阀主体与关联的阀保持部件之间,提供位于分配阀主体内的流控制阀部件,实现流体流的控制,阀保持部件优选地与阀主体扣合使得阀部件以捕获的关系被保持在它们之间。值得注意的,优选地以弹性的、弹性体自关闭阀元件的形式提供阀部件。阀部件控制阀主体内部的流,并且控制穿过流排放开口流出阀主体的流。
根据所说明的实施例,阀部件包括外围附接部分,通过将外围附接部分布置在阀保持部件与阀主体之间,阀部件可以通过外围附接部分附接到分配阀主体。阀部件还包括从外围部分延伸的柔性的弹性中间部分,其在一个所说明的实施例中包括翻转的可倒置套管。
阀部件还包括中心阀头,其从阀部件的中间部分延伸,其中,阀头的至少一部分可以从阀部件的关闭构造向外偏移到打开构造。通过提供至少一个细长的缝获得对穿过阀的控制,所述缝限定阀部件的阀头的至少两个可变形的可打开区域。每个可变形区域(1)具有至少一个横向面用于抵着另一可打开区域的横向面密封,以及(2)通常是关闭的,但可以打开以允许流从中穿过。
根据本发明,本分配阀组件包括位于阀主体内的致动部件用于相对于阀主体的往复运动。在一个所说明的实施例中,致动部件设置在阀主体的第二内部流通道内。
致动部件可以与阀部件的阀头接合以便使阀头从阀的关闭构造运动到打开构造。值得注意的是,在此方式中没有直接将致动部件连接到阀部件,而是简单地通过将致动部件与阀部件的向内面向的表面接合来实现阀部件的打开。
致动以此方式作用来偏转阀部件的阀头,使得它的可变形区域互相移离以限定穿过阀部件的阀头的流通道。在一个所说明的实施例中,其中阀部件包括具有翻转、可倒置套管形式的中间部分,阀部件一般在从阀组件向外的方向上变形和倒置,由此允许液体流过阀组件并流出流排放开口。在替代实施例中,其中阀组件的阀部件一般位于阀致动部件的上游,阀部件被保持处于非倒置构造。
在优选的形式中,分配阀组件包括设置在阀主体的外部上的致动按钮,其可以与位于内部的致动部件接合。通过此布置,致动按钮的操控使致动部件往复地运动以作用成抵着阀部件,从而使阀部件从其关闭构造运动到打开构造。优选地,致动按钮设有一般的穹顶形构造,并且优选由柔性的弹性材料形成,使得在松开致动按钮时,按钮恢复其初始构造,并且当阀部件回到其关闭构造时,内部致动部件在阀组件内往复运动。因此,所述组件的优选阀部件的自关闭性质期望地作用成阻塞并防止液体流过所述组件,穿过阀组件的液体流被终止。
在一个所说明的实施例中,致动部件包括可以与阀部件接合的头部分,其中头部分限定至少一个流通道以允许来自阀主体中的流穿过头部分并且穿过处于其打开构造的阀部件。在此实施例中,阀组件的致动部件一般位于可变形阀部件的上游,液体首先穿过致动部件的头部分的流端口,接着穿过可变形阀部件。在替代实施例中,其中阀致动部件被布置成用于一般的水平往复运动,阀部件一般位于致动部件的上游,液体流过阀部件,然后流过致动部件的头部分的流端口,并且流出阀主体的排放开口。
本发明的发明人已经认识到分配阀组件的部件在阀组件的制造期间可以任选地被设计成简单地适合于部件的组装。
而且,分配阀组件可以任选地设有适合降低产品废弃率的、高效高质量的大规模制造技术的设计。
根据本发明的以下详细描述,根据权利要求以及根据附图,本发明的许多其它优点和特征将变得明显。
附图说明
在形成说明书一部分的附图中,采用相同的附图标记指示相同的部件。
图1是体现本发明原理的分配阀组件的分解轴测图;
图2是当前分配阀组件的剖面图,示出了处于关闭构造的组件;
图3是当前阀组件的阀部件的侧视图;
图4是图3中所示的阀部件的顶平面图;
图5是透视图,示出图3和图4中所示的阀部件的内部;
图6是局部相对放大的剖面图,示出处于打开构造的当前阀组件的阀部件;
图7是当前分配阀组件的替换实施例的前视图;以及
图8是当前阀组件的替代实施例的沿着图7的线8-8剖切的剖面图。
具体实施方式
虽然本发明可以存在许多不同形式的实施例,但本说明书和附图仅公开一个具体的形式作为本发明的示例。然而,本发明不意在被限制到所描述的实施例。本发明的范围在所附的权利要求中指出。
为了描述的简单,说明本发明的许多附图,在系统已经在在其基底上垂直存放的一种类型的容器或储存器上安装了阀组件时的典型方向上,以分配系统的一个优选形式,示出了分配阀组件,并且参照此位置使用诸如上面、下面、水平等术语。然而,可以理解,可以在与所描述的方向不同的方向上制造、存放、运输和售出本发明的分配阀组件。
本发明的分配阀组件适合与各种传统或特殊流动物质存储系统一起使用,这些存储系统包括容器、罐、器皿以及其它设备或装置,虽然未全面说明或描述它们的细节,但对本领域的技术人员以及对于理解这种流动物质存储系统来说将是明显的。下文将与本发明的分配阀组件一起工作的这种流动物质存储系统或其部分简单地称为“储存器”。本质上,这里所说明和描述的特定的储存器不构成本发明的广泛方面,因此也不意在限制本发明的广泛方面。本领域的普通技术人员将理解,在所描述的示例性分配系统中仅体现了新颖的以及非明显的具有创造性的方面。
图1-6示出了本发明的分配阀组件的第一实施例,并且在这些图的许多中都总体地由附图标记20(例如在图1中)标记它们。在所说明的优选实施例中,以初始制造和组装的部件的形式提供分配阀组件20,并且它们接着被装配或安装在容器或类似的存储器(例如,图2中所示的容器22)上用于容纳液体或其它流动物质。
如可以从图1和图2中看出的,分配阀组件20的当前优选实施例包括以下组装在一起的基本部件:(1)连接套圈24、(2)用于与套圈24共同作用的垫圈25、(3)与套圈24一起附接到容器22的导管或空心阀主体26、(4)阀主体26上的柔性的弹性致动按钮或穹顶28、(5)布置在所述主体26内部的内部杆状致动部件30、(6)装配在主体26中的分配阀部件32、以及(7)阀保持部件或夹持部件34,其将阀部件32保持在主体26中,并在此实施例中具有保持环的形式。
阀主体26具有由限定环形座124的环形壁部分120(图6)限定的出口或排放开口,优选地具有截头圆锥表面的构造,用于接收如此后描述的阀部件32的外围部分。这使阀部件32座落在主体26中,与出口相邻。如下文详细描述的,所述表面或座124充当环形的、向下倾斜的夹持表面,用于在通过保持环34将阀部件32保持在主体26中时密封地接合阀部件32的外围部分。
阀部件32的优选实施例是自关闭的缝型阀。优选地,阀部件32由柔性的、柔韧的、弹力的和弹性的材料模制为整体结构。其可以包括弹性体,诸如合成的热固聚合物,包括硅橡胶,诸如美国的DowCorning公司在贸易名称D.C.99-595-HC之下出售的硅橡胶。另一合适的硅橡胶材料在美国由Wacker Silicone公司在名称Wacker 3003-40之下出售。这两种材料都具有40Shore A的硬度等级。还可以由其它热固材料或其它弹性体材料,或者其它热塑聚合物或热塑弹性体(包括那些基于诸如热塑丙烯、乙烯、聚氨酯和苯乙烯的材料,包括它们的卤化对应物)来模制阀部件32。
在所说明的优选实施例中,参照美国专利No.5,676,289中所公开的阀46,阀部件32具有基本如在美国专利No.5,676,289中所公开的商业可得的阀的构造。还参照由美国专利No.5,409,144中的附图标记3d表示的类似阀描述这种类型的阀。通过引用将这两个专利的描述合并到这里至合适且与这里不冲突的程度。
如下文描述的,在操作中,当通过致动部件30响应于用户按压按钮28的运动而使阀部件32运动时,阀部件32在(1)关闭的通常非受力的休息位置(图2)与(2)活动的打开位置(图6)之间改变构造。阀部件32包括柔性的中心部分或头130(图3-5)。当阀部件32关闭时,头130具有凹进的构造(当从分配系统20的外部观察时)。优选地,头130具有两个相同长度的、互相垂直的、平面的、交叉的分配缝132,当阀关闭时,这两个缝一起限定关闭的分配孔。交叉的缝132在凹进的中心头130中限定四个、一般为扇形的、相同尺寸的叶片(flap)或瓣。当用户用足够量的力按压穹顶致动器按钮28时,所述叶片被强制从缝132的交叉点向外打开。阀部件32可以模制有缝132。替代地,可以后续地通过合适的传统技术在阀部件32的中心头130中切割阀缝132。
阀部件32包括从阀中心壁或头130延伸的环形裙围或套管134。在套管134的内端存在薄的环形凸缘138,当阀部件32处于非致动的休息状态时,凸缘138在相反的倾斜方向上从套管134周向地延伸。薄的凸缘138与放大的、厚得多的外围凸缘140合并,外围凸缘140一般具有燕尾形的横向截面构造(如图6中所示)。
为了使阀部件32座落在主体26中,燕尾形阀凸缘140的顶部表面具有与主体26的截头圆锥表面124相同的截头圆锥构造和角度。
阀凸缘140的其它表面(即底部表面)由保持环34夹持(图2)。保持环34包括环形阀保持部分,环形阀保持部分限定向上面向的、截头圆锥的、环形夹持表面152(图6),用于以一般与阀凸缘向外面向的表面(即底部表面)的角度匹配的角度接合阀凸缘140的向外面向的表面(即底部表面)。
保持环34的外围部分包括向外凸出的台肩或凸圈(bead)158(图6),用于与位于主体26上环形座124外面的环形凸圈160的扣合(snap-fit)接合,并且此扣合接合使得环34将阀部件32紧紧地夹持在主体26中。在组装期间,保持环34可以被压得经过保持凸圈160,因为,当保持环凸圈158经过并向内超过主体凸圈160以产生在相对的截头圆锥表面124和152(图6)之间挤压或夹持阀部件32的扣合接合时,在保持环34和/或主体26中存在足够的柔性以适应这些部件的暂时的弹性变形。如下面将解释的,当阀部件32打开时,这允许与阀套管134的内表面邻近的区域基本是打开的、自由的并且畅通的,使得容许阀套管134的运动。
当阀部件32被合适地装配在主体26内时(如图2所示),阀部件32的中心部分或头130远离保持环34向内凹陷。然而,当按压穹顶或按钮28来打开阀部件32时,杆30于是将阀头130从它的凹陷位置向外推动到位于保持环34内的位置(图6)。
当阀部件32被强制打开时,通过相对薄的柔性套管134和头130的变形来适应阀部件32的中心头130的向外偏移。套管134从向内凸出的休息位置(见图2)变形或运动至向外偏移的被致动位置,并且,这通过套管134沿着它自己向外朝着系统的排放端(朝着图6中的实线所示的大致颠倒位置)“翻转”而发生。
在说明创新性分配阀组件的优选实施例的阀部件32的优选实施例中,当用户停止按压按钮28时,阀部件32被设计为关闭。按钮28的固有回弹性使其回到非致动的、非变形的休息构造,而且,这将致动部件30向上拉回到非致动的位置,并允许阀部件32回到非致动的关闭状态(通过从弹性阀的变形应力产生的力的作用)。阀部件32足够硬,以在储存器22中的流体的静压头之下保持关闭,但阀部件32有足够柔性,以在用户用方便大小的力按压按钮28时打开。
如果阀部件32的优选形式还被设计为具有足够的柔性以适应环境空气的向内流入,如下文详细描述的,则阀的关闭瓣可以继续向内运动,从而,当阀头外部表面上的压力超过阀头内部表面上的压力预定大小时,允许阀向内打开。对于一些分配应用,可能期望阀部件32不仅分配产物,而且任选地适用环境空气的这种向内流入以帮助使储存器22中的压力与外部环境空气的压力平衡。可以通过为阀构造选择合适的材料,以及通过为特定阀材料和总体阀尺寸选择阀头130的各个部分的合适的厚度、形状和尺寸,来提供这种向内流入的能力。阀头以及具体地瓣的形状、柔性和弹性可以被设计或建立成使得当瓣受到沿梯度方向朝向主体26的内部作用在头130上的足够压力差时将向内偏转。这种压力差可以在液体通过阀部件32从储存器22排放并且在储存器22内部产生局部真空之后发生。当阀部件32关闭时,如果在储存器22中存在局部真空,并且如果阀部件32上的压力差足够大,则阀瓣将向内偏转以允许环境空气向储存器22中的流入,从而帮助平衡内部压力与外部压力。
应该理解,阀部件32的分配孔可以由不同于所说明的缝132的结构限定。如果由缝限定该孔,则该缝可以具有与所期望的分配特征一致的许多不同的形状、尺寸和/或构造。例如,所述孔还可以包括五个或更多个缝。
如果期望提供特定的分配特性,则分配阀部件32优选地构造成与以下特性一起使用:(1)特定容器22的特性(例如,储存器中的流动物质产物的最大高度)、(2)特定流动物质产物的特性、以及(3)其它分配系统部件的任何相关特性。例如,流动产物的粘度和密度可以是设计阀部件32的特定构造时的相关因素。阀材料的刚性和硬度以及阀头130的尺寸和形状也可以与获得一些期望的分配特性相关,并且可以被选择为适应储存器22的尺寸以及将要从其中分配的物质的特性。
在当前阀组件的优选实施例中,致动部件30包括限定至少一个流端口31’的头部分31,当阀部件处于其打开构造时,液体可以从阀主体26内部流过流端口31’并流过阀部件32。所说明的实施例还包括致动按钮28的内部表面上的凹腔(pocket)29,以便接收致动部件30的端部分。可以通过合适的压配合将致动按钮28保持在阀主体上,或者,致动按钮28可以被更主动地保持在阀主体上,诸如通过提供大致类似阀保持环34的扣合保持环。
依照所说明的实施例,阀主体26优选地限定第一和第二内部流通道,第一内部流通道穿过套圈24,并且致动部件30可往复运动地(reciprocably)布置在由主体26限定的第二内部流通道内。如图所示,优选实施例被构造为使得由所述主体限定的第一和第二内部流通道被布置为成直角(即90°)。
根据前述,当前分配阀组件的操作将会被容易地理解。在将阀组件连接到所关联的容器或类似储存器时,来自储存器内部的液体通过套圈24进入阀主体,同时,阀部件32的关闭构造阻止通过其排放开口从所述主体流出。当要进行液体的分配时,通过其合适的操作而对致动按钮28的向下压力发生作用以促动致动部件30向下抵着阀部件32的阀头,由此,大致通过中间套管部分34的“翻转”倒置而使阀部件弹性地偏转和变形。当阀头的可变形区域彼此移离时,允许液体从阀主体内流出。在致动部件的头部分31中提供一个或多个流端口31’方便了从阀主体内部流出,并且流过打开的阀部件32。
当期望中断流的分配时,致动按钮28的释放使按钮弹性地恢复其非变形的、大致向上延伸的构造,当致动部件返回到它升起的位置时,致动部件30在阀主体的第二内部流通道内向上往复运动。释放致动按钮28上的压力允许阀部件32回到其初始的关闭构造,其中,阀部件大致向上延伸到阀主体的阀壳体中。阀的阀头的可变形区域返回到它们关闭的方向,因此阻止液体流过阀部件。
图7和图8示出了当前分配阀组件的替代实施例,其中,大体上与在前描述的实施例对应的部件由200系列的相似附图标记表示。在许多方面中,此替代实施例类似在前描述的实施例,并且包括阀主体,在阀主体内提供了弹性可变形阀部件用于控制液体流,设置可往复运动的致动部件用于与阀部件接合以使阀部件从关闭构造偏移和变形到打开构造。与前述实施例不同的是,本发明的此实施例被构造为使得致动部件在大致水平方向上可往复运动,与前述实施例的大致竖直方向相反。此外,在此实施例中,阀部件大致位于致动部件的上游,而不是如前述实施例位于其下游。
特别参照图7和图8,其中示出了分配阀组件220,分配阀组件220包括限定向下打开的排放开口227的阀主体226。阀组件包括可往复运动的致动部件230,致动部件230具有限定流端口231’的头部分231,流端口231’提供穿过阀主体的液体流。
致动部件230在大致水平方向上可往复运动地位于阀主体226内,致动按钮228被提供在阀主体226的外部,致动按钮可与致动部件230接合。通过此布置,致动按钮的操控使致动部件230能往复地运动。
依照本发明,阀组件220包括可以依照前述实施例的阀部件32构造的阀部件232。然而,与前述实施例不同,在阀组件的操作期间,阀部件232被保持处于非倒置构造。
如所述的,致动部件230的头部分231一般配合在阀部件232内,由此,参照图8的方向,致动部件向右的运动作用成使阀部件232的阀头大致偏移和变形以允许液体从中流过。因为阀部件232一般位于致动部件230的上游,所以穿过阀组件的液体流被提供来穿过阀部件232,然后穿过致动部件230的头部分231的流端口231’,并流出排放开口227。
致动按钮228包括位于其内部表面上的凹腔229以便接收致动部件230的端部分。如果期望限制来自阀主体内部的液体流入大致在致动按钮228内部的区域,则阀组件可以设置有诸如O形环233的合适密封件,该密封件接合致动部件230的杆线(rod-line)部分。
在此实施例中,阀保持部件234被提供用于将阀部件232保持在阀主体226内的适当位置。在此实施例中,阀保持部件234包括套圈235,用于将阀组件连接到关联的容器。
可以通过在阀主体226上提供抗倒置特征来增强阀组件222的连贯操作,所述特征大致配合在可变形阀232中。此特征可以采取大致环形元件的形式,其大致从阀主体226延伸到阀部件232中。提供此特征可以用作阻止阀232的可变形部分的倒置,同时理解,在当前阀组件的此实施例中,已设想阀部件232被保持处于非倒置构造。
根据上文,当前阀组件的此实施例的操作将会被容易地理解。通过压下致动按钮228并使其变形,使致动部件230运动从而接合阀部件232的阀头并使其变形,由此打开阀部件以允许液体从中流过。由于通常将阀部件232布置在致动部件230的上游,所以液体流过阀部件,然后流过致动部件的头部分231的流端口231’,并流出由阀主体限定的排放开口227
在释放致动按钮228时,按钮的弹性发生作用以使致动部件230运动到其初始休息位置,一般地如在图8中所示。伴随此运动,阀部件232的可变形部分运动成彼此合作性密封接合,因此阀部件从打开构造运动到关闭构造。因此,穿过阀组件的流被终止。
从本发明前面的详细描述以及图示将容易观察出可以进行大量的其它变化和修改而不偏离本发明的新颖概念或原则的真实精神和范围。
Claims (13)
1.一种分配阀组件(20、220),用于控制来自关联的容器(22)的流,所述分配阀组件(20、220)包括:
分配阀主体(26、226),其限定用于接收来自所述关联的容器(22)的流体的内部流通道,所述阀主体(26、226)还限定流排放开口(120);
流控制阀部件(32、232),其位于所述分配阀主体(26、226)内以便控制所述阀主体(26、226)内的流以及控制穿过所述流排放开口(120、227)流出所述阀主体(26、226)的流,
所述阀部件(32、232)包括外围附接部分(140)、柔性的弹性中间部分(134)以及中心阀头(130),所述阀部件(32、232)能通过所述外围附接部分(140)附接到所述分配阀主体(26、226),所述柔性的弹性中间部分(134)从所述外围附接部分(140)延伸,所述中心阀头(130)从所述中间部分(134)延伸,所述阀头(130)的至少一部分能从所述阀部件(32、232)的关闭构造向外偏移到打开构造,
所述阀头(130)包括至少一个细长的缝(132),所述缝(132)限定至少两个可变形的可打开区域;以及
致动部件(30、230),其位于所述阀主体(26、226)内以便相对于所述阀主体(26、226)往复运动,所述致动部件(30、230)能与所述阀部件(32、232)的所述阀头(130)接合以便使所述阀头(130)从所述关闭构造运动到所述打开构造。
2.如权利要求1所述的分配阀组件(20、220),包括具有环形阀保持部分的阀保持部件(34、234),所述阀部件(32、232)以捕获的关系位于所述阀主体(26、226)与所述阀保持部件(34、234)的所述环形阀保持部分之间。
3.如权利要求1所述的分配阀组件(20、220),包括致动按钮(28、228),所述致动按钮(28、228)被设置在所述阀主体(26、226)的外部上并且能与所述致动部件(30、230)接合,从而所述致动按钮(28、228)的操控使所述致动部件(30、230)往复地运动以作用成抵着所述阀部件(32、232),以使所述阀部件(32、232)从所述关闭构造运动到所述打开构造。
4.如权利要求3所述的分配阀组件(20、220),其中,所述致动按钮(28、228)在其内部表面上包括凹腔(29、229)以便接收所述致动部件(30、230)的端部分。
5.如权利要求1所述的分配阀组件(220),其中,所述致动部件(230)包括能与所述阀部件(232)接合的头部分(231),所述头部分(231)限定至少一个流通道(231’)以允许从所述阀主体(226)内部流过所述头部分(231)并流过处于其打开构造的所述阀部件(232)。
6.如权利要求1所述的分配阀组件(20、220),其中,所述阀主体(26、226)包括用于与所述关联的容器(24)连接的连接套圈(24),并且限定第一和第二内部流通道,所述第一流通道延伸穿过所述连接套圈(24),所述第二流通道在所述连接套圈(24)的下游被连结成与所述第一流通道流体连通,
所述致动部件(30、230)位于所述第二流通道内。
7.如权利要求6所述的分配阀组件(20、220),其中,所述第一和第二内部流通道被布置为彼此成直角。
8.如权利要求1所述的分配阀组件(20、220),其中,所述阀部件(32、232)的所述中间部分(134)包括翻转的、可倒置的套管(134)。
9.如权利要求1所述的阀组件,其中,所述阀部件(32、232)的所述外围附接部分(140)具有燕尾形的截面构造。
10.如权利要求2所述的分配阀组件(220),其中:
所述阀保持部件(34)包括用于将所述阀组件(220)连接到关联的容器(22)的套圈(235)。
11.如权利要求1所述的分配阀组件(20),其中:
所述阀部件(34)位于所述阀主体(26)内,一般在所述阀致动部件(30)的下游。
12.如权利要求5所述的分配阀组件(220),其中:
所述阀部件(232)位于所述阀主体(226)内,一般在所述阀致.动部件(230)的上游,使得来自所述容器的液体流过所述阀部件(232),并接着流过所述流端口,以及流出所述阀主体(226)的所述排放开口(227)。
13.如权利要求12所述的分配阀组件(220),其中:
所述阀部件(232)保持处于非倒置构造。
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