CN102101421A - 可外部开关控制的照明气球充气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种插入气球颈部的照明充气装置，其包括一个气密的法兰，该法兰具有外围部分、中心、上表面和下表面；一个充气管，其具有上端和下端，该充气管穿过法兰，其下端延伸至法兰下表面以下，上端延伸至法兰上表面以上；一个与充气管流体联通的单向阀；一个发光组合件，其包括电源和至少一个与该电源相连的发光元件，发光组合件可操作地安装在法兰上表面上。一个开关，其与电源和至少一个发光元件可操作地连接，用来控制发光元件通断电；其中，充气装置插入气球中，其法兰位于气球颈部，形成一个承压区边界，充气管底部延伸至承压区边界外，用来为气球充气，单向阀阻止气体通过充气管从承压区内逸出，开关安装在充气装置的承压区边界外，使接触开关不必进入承压区内也不必和气球接触。

Description

可外部开关控制的照明气球充气装置

技术领域

本发明涉及一种照明玩具气球，尤其涉及一种对照明气球充气装置进行改进的开关布局。

背景技术

将光源和气球结合使用早已为人们熟知。有包括美国专利第6390651号和第5215492号的例子。此外，我们还知道，可以把通过化学反应能产生光亮的化学发光材料或荧光棒放入气球中。

本发明是对现有照明气球的改进，在该气球的中间颈部安装一个廉价且自供电的装置，所述装置包括一个由电池供电的小型节能光源以及一个安装在气球内部用来控制光源的开关。

虽然这样的照明气球为人熟知且运转良好，但由于开关安装在气球内部，开启开关会比较困难。

因此，现在需要一种在气球内插入照明充气机构的照明气球充气装置，当气球充满如氦气或空气等气体时，可以根据需要控制光源开关。

发明内容

一种用于插入气球颈部内的照明充气装置，包括一个气密的法兰，该法兰具有外围部分，中间部分，上表面和下表面。充气管包括上端和下端，且穿过法兰，使充气管的下端延伸至法兰下表面的下方而充气管的上端延伸至法兰上表面的上方。单向阀与充气管流体联通。

一个发光组合件，其包括电源和至少一个与该电源相连的发光元件。该发光元件可操作地安装在法兰的上表面上。

一个开关，其与电源和至少一个发光元件可操作地相连，用来对所述至少一个发光元件供电或断电。充气装置插入气球中，其法兰位于气球颈部，限定承压区的边界。充气管底部延伸至承压区边界外，用来为气球充气，进 而单向阀阻止气体通过充气管从承压区内逸出。开关安装在充气装置上且在承压区边界外，使调节/接触开关不必进入承压区边界内也不必和气球接触。充气装置包括在开关和发光组合件之间延伸的的接线盒。

发光组合件安装在气密的法兰上并与气密的法兰隔开。在这个实施方式中，将三个支柱设置在气密的法兰和发光组合件之间，该支柱用来将发光组合件抬升至气球内。本实施方式中的发光元件为LED，优选的为多个(三个)LED。采用电线电路提供LED等的持续照明、闪烁照明和闪光(例如：各种不同的照明操作模式)。

位于充气装置的承压区边界外的开关，可以安装在充气管或法兰下表面上，以使接触开关时，不必进入承压区边界内也不必和气球接触。

有一开口设置在下部法兰中，其容纳接线器(电线)，并在接线器安置/穿过后密封该开口，以保证承压区边界的完整性。

本发明的这些和其他特征及优点将通过下面结合权利要求的详细说明更清楚地表述。

附图说明

结合以下附图和具体说明，本发明相对于相关领域中常用技术的优势将更加明显，其中：

图1A显示了带有用于照亮气球内部的装置的气球透视图；

图1B显示了图1A的局部放大透视图，详细展示了所述装置结构；

图2A显示了包含电池的发光元件组合件；

图2B显示了装置的一个实施例的透视图，该装置利用磁性使发光元件附着在塞子上；

图3显示了图2B中的实施例的透视图，该实施例中发光元件组合件通过磁力吸附在磁铁上。

图4A显示了本发明的一个实施例，该实施例中发光元件通过倒钩附于塞子上。

图4B显示了本发明的一个实施例，该实施例中发光元件通过约束抓手附于塞子上。

图4C显示了本发明的一个实施例，该实施例中气球内的气体压力开启 和关闭发光元件的开关，图示为开关在“关闭”位置。

图4D显示了本发明的一个实施例，该实施例中气球内的气体压力开启和关闭发光元件的开关，图示为开关在“打开”位置。

图5A显示了现有技术中的气球充气装置的横向剖面正视图；

图5B显示了现有技术中的气球充气装置的顶部俯视平面图；

图6A显示了发光气球充气装置一个具体实施例的横向剖面正视图；

图6B显示了图6A所示实施例的顶部俯视平面图。

具体实施方式

由于本发明可以有多种形式的实施例，附图及下文的描述只是本发明的优选实施例，需要指明的是这里所述仅为本发明的举例，而本发明并不限于这些具体实施例。

另外需要指明，本发明本部分的名称“具体实施方案”是根据美国专利局的要求确定，不应由此判断本发明仅限于在此所揭示的主题。

参照图1A，所示的装置16安装于气球颈部中，绳子系在该装置上拴住气球。显然，气球内充满气体，考虑到安全因素，在气球被用做玩具时，上述气体可以是空气、氦气或者类似的惰性气体。在其他的申请中，当采取足够的安全措施时，可以不使用惰性气体。

图1B所示为该装置的具体细节。该装置为塞子状，包括一圆柱体主体3，该主体包含一个一体形成的径向延展法兰7将装置限定在气球内部。当该装置插入气球的颈部14中时，法兰7使颈部底端的颈圈15上部密封，防止气体泄漏，并使气球和插入的装置固定。

同样在图1B中，发光组合件位于法兰7上部。该组合件由发光表面13组成，牢牢附着在与下部组合件外壳11连接的螺旋帽盖12上。为发光组合件供电的电池置于下部的外壳和螺旋帽盖中。使用者可以通过螺旋盖帽来控制光源的开关，向下拧螺旋盖帽则开启光源，反之，向反方向拧螺旋盖帽则减小压力对发光元件断电。

在图1B所示实施例中，发光组合件通过导架8固定。在本实施例中同样被固定的还有一块磁铁，该磁铁在图中未示出，从发光组合件底部可见。

本实施例中使用的磁铁可以通过图2A、图2B和图3进一步理解。图2A和图2B为与装置其他部分分离的发光组合件。在图中可以清楚看到，电池12整个置于导架8内，与法兰7同轴布置。图3所示为组成装置的两部分插入气球之前的状态。同样在该图中，发光组合件安装在法兰导架8之间，通过磁铁10固定，该磁铁吸引发光组合件9钢铁制的主体。装置的主体4呈管状或圆柱状，空心，包含圆柱通道5和末端拉环6，该拉环6上有一圆孔可以用来系绳子。

在使用该装置时，先要给气球充气，通常可以充氦气使气球能够在空气中浮起。在其一实施例中按照现有技术给气球充氦气，该充气方法不作为本发明的一部分。用户掐住气球的颈部防止氦气露出，然后迅速将装置插入气球颈部。一旦插入颈部，法兰7就可以密封气体，使氦气无法从气球内逸出，除了以很慢很慢的速率自然泄露外。

在本发明的一种替代方式中，装置中可以包含一个单向阀或止回阀，使氦气可以从圆柱通道5进入却不能从通道逸出。在本实施例中单向阀安装在装置的主体上。阀门和装置顶部之间有端口(图中未示出)使氦气进入气球而不是从气球内逸出。

在本实施例中，充气前首先将装置插入气球颈部，如图1A所示。由主体4上的圆柱通道5打入氦气，使气球充满，调节通道的压力使单向阀关闭，保持气球内压力一定。

现有技术美国专利第4167204号中，Zeyra描述了这样一种单向阀装置。图5A和图5B所示为依照上述专利的一种基本单向阀。该装置头部109包括一个与本发明用途相同的径向法兰109F。通过弹性圆盘109A实现止回阀的功能。气体通过插入头部109的充气部分110流入，其产生的压力使弹性圆盘109A远离径向法兰109F。

在本发明中，可以将一个止回阀插入装置中并作用于该装置。由于该止回阀是现有技术中公知的且它们不是本发明的组成部分，故此不赘述。

图6A和图6B为图5A和图5B中现有充气装置的一种替代方式。如图所示，一个磁铁122安装在下层的笼式抓手109H的顶端，并置于上层笼式抓手120内。本实施例中磁铁不影响顶部止回阀的工作，只提供了一种固定发光组合件的方法。

当使用照亮气球内部的充气型装置时，首先将该装置插入气球中，然后充入氦气。该替代方式的优点在于相对于先给气球充气后放入装置而言，氦气的损失减少到最低。

在所有实施例中可以使用不同类型的发光元件。优选的发光元件为发光二极管(以下简称LED)，因为LED种类繁多，价格低廉，效率高，且使用电池时LED的能耗较低。现在已经商业化的替代产品包括闪烁型LED、彩色LED以及两者的结合。

除了借助磁性进行安装的实施例外，还有其他实施方式，这里给出了多种安装LED的方法。首先如图4A所示，发光元件13的组合件通过有倒钩的抓手25固定。图中所示实施例包含一个自带电池的独立发光元件。显然实施例中也可以使用独立的电池和LED。

在图4B中，挡圈20扣压在与之相配的外壳21上，其内部是发光元件和电池。在图4B实施例的一种替代方式中，螺口式挡圈与外壳21上的螺纹匹配。

下面介绍控制发光元件开关的一种替代方式。在图1B中的优选实施例中，如前文所述，用户必须旋转与下部外壳11相应的上部外壳12。

在另一种替代实施例中，通过给气球充氦气使发光元件发光。首先参照图4C，本实施例包括一个电池22，该电池与LED组合件13的正极永久性电连接。通过金属元件23磨合连接，这种形状可以防止氦气进入气球。氦气仅通过端口24进入气球。在图4C中，氦气还没有冲入气球：元件23阻止了氦气使氦气仅能通过端口24进入气球。如前文所述接触元件23阻断了端口24。初始状态时，接触元件23阻断了氦气通过端口24)。在这一阶段，氦气的压力迫使接触元件23向上运动直至与电池的负极连接，从而使电路接通，LED发光，如图4D所示。外壳21上的齿、连接元件侧臂及发光元件侧臂27构成一个棘轮结构，这样，当气球充满氦气时连接元件将停留在图4D所示的位置，以便当连接元件上升至端口24上部时气体由此路径进入气球。

在一种照明设备的替代实施例中，上部法兰212和下部法兰214由另一个支柱216分隔。上部法兰212包括电路218、电池220及至少一个用来给气球照明的LED 222。可以将电池220和LED 222直接安装在上部法兰212上形成电路板(IC板)，也可以将电路218(电路板)、电池220及LED 222安装在不同的法兰元件上。在所示实施例中，法兰212形成一个电路板，三 个支柱216将电路板212安装在装置210上。本实施例中装置210包括三个LED 222，然而需要指出的是可以在装置210上安装任意数量的LED。

下部法兰214的外围部分230使装置210和气球B的颈部N之间密封。支柱216从下部法兰214向上延伸以支撑上部法兰212(或电路板)。在本实施例中，装置210由向上延伸的角板224构成，该角板径向分布在下部法兰214上表面226上，对法兰214提供额外的支撑力。

充气管228从法兰214外围部分230内部的靠下部分开始向下延伸(相对于支柱216)。在本实施例中，充气管228与法兰214同轴布置。充气管228为空心管状元件。在充气管228上安装单向阀或止回阀232用于气体流通。止回阀232使气体从源头(如储气罐或注入接头)单向流入气球B。在该装置210中，充气管228的顶端234被塞子236塞住，充气管228的一个侧面240有一个开口238，该开口靠近顶端234且位于塞子236的下方。止回阀232形成一个软套管242安装在充气管228的顶端234上，将开口238覆盖。在该实施例中，开口238靠近充气管顶端234，软套管242足够厚且刚好延伸至开口238下将其覆盖。当空气加压进入充气管228时，气体压力克服弹性软套管的压力，软套管微微变形(向外开口)使气体由开口238“逸出”，经过软套管242的边缘244进入气球B。当流入的气体在进口的压力下降(如将充气筒从注入接头移开)时，软套管242的弹性使开口238上软套管242关闭，充气装置210密封。软套管242紧紧地安装在充气管228上，这样，即使很大的内部压力也不会将软套管242从充气管228上移开。具体地说，软套管242套压在开口238外表面上，使气体由高压区域(充气管228)流向低压区域(气球内部)。本实施例中，软套管242包括一个加厚环246，该加厚环位于软套管242底部，确保了当气球充满气时软套管仍然套在充气管228上。

在法兰214下表面250下安装向下延伸的径向角板248，该角板对法兰214提供额外的支撑力。

如前文所述，现有的充气装置其中一个缺点是控制光源(LED)的开关安装在气球内部的上部法兰上。这样制作充气装置较为简单，因为气球(最 好)是半透明的，需要用户围绕气球伸出手指启动开关。假设需要通过按开关来调节电路不同的工作状态(如使LED闪烁、跳动、稳定)，那么寻找开关会更困难。

本发明的照明装置210通过在气球B或高压区域外部安装开关252克服了这些缺陷。在其中一个实施例中，开关252安装在下部法兰214的下表面250上。电线256从下部法兰214的开口254穿过，该电线连接开关252、电路218、电路板、电池220或其他元件。开口254可制成锥形258，电线256周围的开口254中安装一个气密塞260。气密塞260可以选用粘合剂、液化聚合物、热熔胶、机械塞或类似物，并在放入电线256后安装，以保证承压区边界的完整性。

开关252可以多种方式安装在下部法兰214上。例如，可以将开关252粘贴/附着在法兰214上，或者，作为一种替代方式，还可以将带有从开关252底部伸出的安装杆262穿过下部法兰412的开口264。接着可以将安装杆262粘贴/附着或熔化使开关252固定在法兰214上。安装杆开口同样可以用气密塞260或类似物密封，防止气体从气球中逸出。

电线256穿过开口254连接开关252和电路218或其他终端。在本实施例中，电线256穿过法兰212和法兰214之间的空隙266。可以将电线256放置于一个套268中，并通过一个线绳270、别针或类似物系在支柱216上加以固定。作为一种替代方式，其中一个支柱316a可以支撑空心管，接线器356即可通过管316a来限定和保护接线器356。

作为另一种替代方式，照明装置410可以在下部法兰414下部的充气管428上设置一个开关452。电线456通过下部法兰414上的开口454连接电路481(或者电路板412)。通过粘合剂，如热熔粘合剂，将开关452粘贴在充气管428上。在充气管428上安装法兰472以支撑并固定开关452。安装在电线456四周的开口454中的气密塞460将法兰414上的开口454密封。气密塞460可以选用粘合剂、液化聚合物、热熔胶、机械塞或类似物。

这里涉及到的其他专利是作为本发明的参考，而并非有意在文中披露。

这里提到的数量词“一个”并不用于限定单复数。相反，任何涉及到复数的地方也包括单数。

综上，不背离本发明精神和新颖性的数量变化应视为在保护范围内。另 外，本发明并不限于所述的具体实施例。

Claims (13)

1.一种用于插入气球颈部的照明充气装置，其特征在于，包括：

一个气密的法兰，其具有外围部分、中心、上表面和下表面；

一个充气管，其具有上端和下端，该充气管穿过法兰，其下端延伸至法兰下表面以下，上端延伸至法兰上表面以上；

一个与充气管流体联通的单向阀；

一个发光组合件，其包括电源和至少一个与该电源相连的发光元件，该发光元件可操作地安装在法兰的上表面上；

一个开关，其与电源和至少一个发光元件可操作地连接，用来控制发光元件通断电；

其中，充气装置插入气球中，其法兰位于气球颈部，形成一个承压区边界，充气管底部延伸至承压区边界外，用来为气球充气，单向阀阻止气体通过充气管从承压区内逸出，开关安装在充气装置的承压区边界外。

2.根据权利要求1所述的照明充电装置，其特征在于，其包括在开关和发光组合件之间延伸的接线盒。

3.根据权利要求1所述的照明充气装置，其特征在于，所述的发光组合件安装在气密的法兰上并与气密的法兰隔开。

4.根据权利要求3所述的照明充气装置，其特征在于，其包括置于气密的法兰和发光组合件之间的支柱，所述支柱用来抬升所述发光组合件。

5.根据权利要求1所述的照明充气装置，其特征在于，所述的发光组合件为LED。

6.根据权利要求5所述的照明充气装置，其特征在于，其包括3个LED。

7.根据权利要求1所述的照明充气装置，其特征在于，其包括使发光组合件持续照明的电路。

8.根据权利要求7所述的照明充气装置，其特征在于，其包括能够转换不同照明操作模式的电路。

9.根据权利要求1所述的照明充气装置，其特征在于，所述的开关安装在充气管上。

10.根据权利要求1所述的照明充气装置，其特征在于，所述的开关安装在法兰下表面上。

11.一种用于插入气球颈部的照明充气装置，其特征在于，包括：

一个气密的法兰，其具有外围部分、中心、上表面和下表面；

一个充气管，其具有上端和下端，该充气管穿过法兰，其下端延伸至法兰下表面以下，上端延伸至法兰上表面以上；

一个安装于充气管上端的单向阀；

一个发光组合件，其包括电源和至少一个与该电源相连的发光元件，该发光元件通过支柱可操作地安装在法兰上使发光组合件并且与法兰隔开；

一个开关，其与电源和至少一个发光元件可操作地连接，用来控制发光元件通断电；

其中，充气装置插入气球中，其法兰位于气球颈部，形成一个承压区边界，充气管底部延伸至承压区外，用来为气球充气，单向阀阻止气体通过充气管从承压区内逸出，

开关安装在充气装置的承压区边界外，使接触开关不必进入承压区内也不必和气球接触。

12.根据权利要求11所述的照明充气装置，其特征在于，所述的开关安装在法兰的下表面上。

13.根据权利要求11所述的充气照明装置，其特征在于，所述的开关安装在充气管上。

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