CN102203474A - 阀门的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀门，包括具有第一孔和第二孔的壳体，所述第一孔和所述第二孔用于流体进入位于壳体内部的通道和从所述通道流出，所述通道从第一孔迂回地延伸至所述第二孔并且形成气塞，所述阀门还包括至少一个用于使得流体以比流体进入其中一个孔的速度更慢的速度从通道中排出的排放器件，其中阻止进入其中一个孔的液体沿着所述通道流入到另一个孔中，直到所述阀门内部的基本上所有空气已经从所述排放器件中排出。

Description

阀门的改进

技术领域

本发明涉及阀门的改进，并且特别是涉及一种可用于使装运箱沉没的阀门。所述阀门包括气塞以防止意外致动。

背景技术

在任何给定的时刻大海上有多达八百万个装运箱。其通常在运载它们的船只的甲板上按一个在另一个顶部地被堆叠到最多六个的高度。由于底部装运箱的构造限制(其上面最多保持五个)，通常六个一堆是最大值，并且这可能在船只上引起重量分布和稳定性问题。

当前，装运箱运量每年增加大约15％。取决于图表的来源，此刻，每年有一万到两万个装运箱从船只上掉落。这应归于许多因素，但是公海、波浪和恶劣天气通常是主要原因。当然，还已知沉没的船只掉落了装运箱，2007年1月，“MSC Napoli”在多尔塞特海岸(Dorset coast)丢失了其2400个装运箱中的刚好十分之一以下。

通常认为所述丢失的装运箱中的大约50％主要由于其重量而会马上沉没，但是某些由于结构缺陷或者因掉落或与其他装运箱碰撞所产生的损坏而在水中漂行。

取决于有效图表的来源(无论所述装运箱来自于“丢失”的装运箱或者随后由于其漂浮在公海而损失了特性的“受损”的装运箱)，其余的在“一段时间”到永不之间的某一时间点处沉没。根据定义，大部分所述漂浮的装运箱处于主航道中相当长的一段时间，对海运的船只构成了重大危险。

某些装运箱(特别是运载能漂浮材料的装运箱)永不沉没，至少直到其撞到礁石或者岩石上并破裂为止。其他的可能花了许多周、月乃至年才沉没。其很多最终悬浮、半浸没、在海面下几英寸。只要它们在那里，则其对于海运是严重危险，特别是对于空闲船和小到中型的船只。甚至报告过装运箱破坏了潜艇；最近一艘潜艇撞上了静止地“悬浮”在迎面100m深度处的装运箱。

目前对付该问题的方法是避开。换句话说，贴上注意以提防装运箱。现有的声纳并且甚至红外线系统能用来探测刚好在海面以下的物体，但是所述装置是设计来定位和警报危险而不是使危险出现最少的系统。

过去，空军和海军使用装运箱(特别是位于主航道中的装运箱)作为打靶练习，以便击沉它们。然而，由于环境考虑，该练习不再普及了。

发明内容

因此，本发明旨在通过提供一种阀门来解决该问题，所述阀门通过水来有效地操作以允许水流入到装运箱中，优选是一旦装运箱与大海接触很短的延迟之后，以使装运箱能够沉没。

因此，本发明提供了一种阀门，包括具有第一孔和第二孔的壳体，所述第一孔和所述第二孔用于流体进入位于壳体内部的通道和从所述通道流出，所述通道从第一孔迂回地延伸至所述第二孔并且提供气塞，所述阀门还包括至少一个用于使得流体以比流体能够进入其中一个孔的速度更慢的速度从通道中排出的排放器件，其中阻止进入其中一个孔的液体沿着所述通道流入到另一个孔中，直到所述阀门内部的基本上所有空气已经从所述排放器件中排出。

本发明还提供了一种阀门，包括具有第一孔和第二孔的壳体，所述第一孔和所述第二孔用于流体进入位于壳体内部的通道和从所述通道流出，所述通道从第一孔迂回地延伸至所述第二孔并且包括用于形成气塞的器件，所述阀门还包括至少一个用于使得流体以比流体能够进入其中一个孔的速度更慢的速度从通道中排出的排放器件，其中阻止进入其中一个孔的液体沿着所述通道流入到另一个孔中，直到所述阀门内部的基本上所有空气已经从所述排放器件中排出。

气塞和排放阀结合在阀门中允许空气(或者水)按受控的方式从阀门中逸出，并且根据情况允许空气或者水通过阀门流入到装运箱中或者从装运箱中流出。阀门的某些设计还意味着如果装置被倒转，阀门仍然可以操作。如果装置定位在其侧面上，则阀门不作为阀门来操作并且简单地成为管子。

该类阀门的一个优点是其不需动力源地自动操作，例如在海里，并且没有会发生故障或者需要维修的活动部件。

附图说明

仅通过示例的方式，现在将参照并如附图所示地来描述本发明，其中：

图1是装有阀门以使其能沉没的装运箱的示意图；

图2是本发明的阀门的一个实施例的前部横截面的视图；

图3是附接到装运箱上的图2的阀门的平面视图；

图4是安装在装运箱上的图2的阀门的分解部分；

图5、6和7是本发明的阀门的两个可选实施例的横截面正视图；

图8是安装在装运箱上的图2的阀门的分解部分，其包括用于限制阀门的进口孔的第二阀门；以及

图9是安装在装运箱上的图2的阀门的分解部分，其包括可选的第二阀门。

具体实施方式

如图1所示，装运箱10设有多个根据本发明的阀门11。阀门11是双向阀门并且允许水涌进装运箱10中。当阀门11不与水接触时，或者当阀门11在水下但位于装运箱10的顶部处时，如果在压力下，则阀门11允许空气从装运箱10中逸出。阀门11优选是由塑料制造的。

阀门11可以被从内部和外部改装到现有的装运箱10上并且也被设计在新的装运箱中。

每个装运箱10优选具有按这样的方式靠近装运箱10的对角部12设置的最少四个阀门11，以便如果装运箱10漂浮，则无论装运箱10如何定向，至少两个阀门11将在最低点并且被淹没(允许水流入)，而另外两个上方阀门或者也被淹没或者露出水面(用于排出空气)。如果当装运箱10充满水时会沉没，则阀门11确保迅速地发生沉没。具有嵌入式排气孔(通常位于侧面的顶部)的装运箱10通常仅需要位于底部对角部处的两个阀门11。

阀门11优选还包括微芯片18，该微芯片18可能还被海关或者港务局应用来识别和追踪装运箱10。可选择性地嵌入到阀门壳体19中的微芯片18可用于识别有许可证制造的原始的阀门11。这要求给位于装运箱10内部的每个单独的阀门11赋予独特的编号。如果装运箱10被委托的代理机构密闭，则通过授权的用电子仪器(从装运箱10的外面)读取所述编号的识别和处理可以有助于在非法进口/出口货物等的检查中确定源目标。所述系统还可以使用全球定位系统(GPS)或者通用分组无线服务技术(GPRS)或者类似网络来传输更详细的信息(例如，位置、方向、重量)。

在本发明的一个实施例中，阀门11包括具有进口孔21a和出口孔21b的壳体19。虽然孔21a、21b被表示成“进口”和“出口”孔，但是流体(计划用于阀门的空气或者海水)可以进入和流出所述孔21a、21b中的每个。孔21a、21b可以被丝网隔板或者其他合适的可渗透流体的覆盖物覆盖以防止昆虫或者碎片进入。壳体19内部具有在孔21a、21b之间迂回地延伸的通道15。通道15设有气塞并且优选具有V形或者U形弯曲部分17(为了方便起见，在下文中称为U形弯曲)。所述部分与倾斜的或弯曲的接头构成的通道15可以是直的或者弯曲的。

通道15可以如图2所示通过形成(优选模制)在壳体19的内壁上的凸缘所限定出的，或者通过沿着壳体19内部或位于壳体19内部的单独地形成的管线或者管子来限定出。通道15的一端与进口孔21a连通，并且另一端(其中形成了U形弯曲17)与出口孔21b连通。在围绕出口孔21b的壳体19的外侧可以为环形凸缘20，该环形凸缘20在使用中延伸通过装运箱10的壁中的孔24。凸缘20优选设有倒钩或者用于将阀门11锁定在装运箱10上的合适位置中的其他器件。还可以使用紧固螺栓23来将阀门11牢固地附接到装运箱10上。

在本发明的该实施例中，阀门11还包括一个或多个单向排放阀，所述排放阀被定位成允许受限流体流从通道15中流出。在图1到4所示的发明的实施例中，第一排放阀13允许空气经由进口孔21a上方的通道15的上面部分16从气塞中排出。第二排放阀14与U形弯曲17相联并且位于U形弯曲的中间部分中。因此，在附图中所示的阀门11的正常定向中，排放阀13位于阀门11的最高点并且排放阀14位于最低点。

所述排放阀13、14的孔的尺寸规定了排空气塞或者U形弯曲17的速度，从而在阀门11的致动中产生了时间延迟。当阀门11被很高的海浪中飞溅到其上面的波浪即刻淹没时这是很重要的，并且该时间延迟功能减少了水意外进入的风险，有效地阻挡了水暂时通过阀门11的运动，并且然后当水平息时重新设置阀门11自身。合适的排放阀13、14具有几分之一毫米大的孔。阀门11中的空气可能花大约一分钟左右通过具有该尺寸孔的排放阀13、14之一逸出。然而，可以根据希望阀门多迅速或者多缓慢地打开来选择孔。装运箱10外面的压力也影响排放速度。当装运箱10沉没到水中时，阀门11内部的空气膨胀而在阀门10内部产生非常高的压力。这增大了排放速度。

当阀门11被淹没时，水开始通过进口孔21a涌入到通道15的第一部分中，但是在该位置处由于气塞所提供的空气压力被暂时停留。如果维持进水的压力，则气塞中的空气通过排放阀13慢慢地逸出，最终允许水流过通道15的上面部分16并且继续流入到U形弯曲17的下面部分中。水继续围绕U形弯曲流入到U形弯曲17的上面部分中并且通过出口孔21b流入装运箱10中。水必须在某一压力进行该行程，因为其必须穿过通道15的两个上面部分。因此，雨水和溅起的水不足以使水进入到装运箱10中。在水开始其通过阀门11的行程的情况中可能产生临时的淹没，但是由气塞所引起的时间延迟减缓了该行程，以致当阀门11再次没有水时，进口孔21a或者排放阀14排空系统中任何的水。

另外，在与淹没的阀门11相对角部处的没有水的阀门11允许截留的空气通过排放阀13或14或者通过孔21a逸出装运箱。

因此，阀门11通过由气塞和排放阀13、14的相互作用所形成的时间延迟而保护装运箱10内部的任何货物以免恶劣天气中水的进入。

应当注意到，在本发明的该实施例中，当从图1到4中所示的定向倒转时，通道15仍然具有N形结构，其意味着阀门11可以反向操作。这意味着，出口阀21b变为使流体从装运箱10流入阀门11的进口阀，并且进口阀21a变为使流体从阀门11流出到外界环境的出口阀。类似地，U形弯曲17的原来上面部分变成气塞部分，并且原来的气塞部分16变成U形弯曲部分的上面部分。因此，当阀门11被相反地倒转时，其将继续操作。

壳体19优选按这样的方式设计，以装配在标准的装运箱10的设计的细褶皱22内部并且从而被装运箱10自身局部地保护以免斜吹。然而，其还可以被容易地改进以装配在冷冻或者“冷藏”型装运箱10的绝热壁内部。

图5中示出了本发明的阀门11的备选实施例。在该实施例中，排放阀由很小的孔41替代，并且通道15通过一系列凸缘40提供以提供迂回的曲径，优选为通过阀门11的之字形路径。优选是，在进口孔21a和上面部分16之间的通道15的部分中出现多个“弯曲”或者方向变化。通道15的迂回特性在气塞中提供了大得多体积的空气。代替凸缘40，通道15可以由管道或者具有如图6所示的蛇行部分的其他器件限定出。通道15具有从上面部分16笔直地向下延伸至出口孔21b的笔直部分42。

虽然没有排放阀13，阀门11仍然提供了通过控制通道15内部的气阱的释放来延缓液体通过通道15流动的时间延迟作用。通过进口孔21a进入的水立即被进口孔前面的通道中的空气阻挡，通道延伸至其中设有很小孔41的上面部分16。空气慢慢地通过孔41释放。使用几分之一毫米的孔尺寸，这可能产生数分钟的时间延迟。当已经逸出足以允许水上升至上部部分16的空气时，水然后开始向下流到笔直部分42处并且通过出口孔21b流出。只要外部的水位高于阀门11的顶部，一旦所有空气已经通过孔41逸出，则水将迅速流过通道15实现满流。

通道15中的弯曲的形状可以提供阻挡携带水滴的空气(例如，对于大风雨)冲击的漩涡点43(参见图6)。所述漩涡点43阻挡并减慢气流以便水滴从空气中掉落并且通过通道15向下滴落，通过进口孔21a向回排出。

如果装运箱10倒转，以使阀门11处于最顶部，则其简单地允许空气无阻碍地流过通道15以平衡压力，而装运箱通过此时位于装运箱10的底部的阀门11或者排气孔流入水。

图7中示出了本发明的阀门11的又一可选实施例。在该实施例中，通道15具有两个U形弯曲部分17a、17b和单个排气孔41。

当装运箱10被淹没时，水通过阀门壳体19中的进口孔21a进入阀门11并流入到通道15的第一部分中。其向上越过第一分隔壁51进入第一U形弯曲17a中。当水继续涌进阀门11中时，水上升到第二分隔壁52上方而流入第二U形弯曲17b中，从而在通道的上部部分16中形成气塞。空气通过排气孔41逐步逸出，直到水位上升到足以从出口孔21b处流出。

通道15的上部部分16可以成形为腔室，并且所述腔室和排气孔41的尺寸确定了阀门11中的时间延迟。如果阀门11被淹没了一段时间，则在气塞消散之后水将流过阀门11。然而，如果阀门11随后不被淹没来，则水可以通过进水口21a从阀门11中退回出来。选择性地，可以设置允许水从阀门11中流出的另外的孔或者单向阀，例如在分隔壁51、52的基部。所述阀可能必须是小型的以防止它们损害阀门11的整体操作和效率。

还可以使用多个U形弯曲和腔室来提高阀门11的运行。

将通过分隔壁51、52充分地阻挡空中的水(例如，吹积的浪花)通过进口孔21a进入阀门11，以使其不会通过阀门11进入到装运箱10中。从所述浪花进入阀门11的水汇聚在U形弯曲17a、17b的底部，最终形成气塞，并且从而完全阻挡更进一步的浪花进入阀门11。

优选将截止阀50形式的阻塞装置装配到阀门11中，其可以手动地设置来完全关闭阀门11。这是有益的，因为不但可以使船的货舱中的舱底深度有效地淹没阀门11，而且某些装运箱船只上的甲板侧面可能阻止水自由地排出。在该情况下，堆垛底部的装运箱10(最不可能掉落的)可能定期地浸在0.5到1米的水中，特别是在大浪中。替代地，可以将简单的塞子放置到进口孔21a中。

可以按多种方式来限制或者阻挡水、颗粒并且甚至动物通过阀门11的通道。图4显示了设置有防止侵入的简单的保护措施形式的简单的网孔盖25。以下描述了两种更复杂的装置。

本发明还涉及一种阀门的替代结构，其可以替代如上所述的网孔盖25并且被直接附接到装运箱10的壁中的孔24上，或者可以被用作除了如上所述的阀门之外的第二阀门。

图8显示了被用作附接至进口孔21a的第二阀门的这种阀门。阀门装置是有利的，因为其可以任何姿态操作。阀门最初密闭孔21a/装运箱的开口24，以防止微粒和动物进入。所述阀门是包括圆锥形的塞子26的浮球阀型的阀门，所述塞子26通常被弹簧30保持在密闭进口孔21a/装运箱开口24的位置处。阀门还包括浮子27，所述浮子27或者是环形的或者是环形的一部分，并且能够围绕其在锥形塞子26上的固定点自转。当淹没的浮子27抵抗弹簧30作用并且拉拔锥形塞子26脱离进口孔21a/装运箱开口24而上升时。这允许水流入进口孔21a/装运箱开口24中。浮球阀组件的操作部件26、27、30容纳在具有允许水流入的保护壳28和帽29内部。

图9显示了本发明的又一方面。所述阀门可以再次替换阀门11或者被用作除了上述阀门11之外的第二阀门。该阀门是包括容纳在腔室31内部重的但能漂浮的球33的球阀。球33通常被支靠在进口孔21a/装运箱开口24上从而将其密闭。当淹没在水中时球33在腔室31中向上浮动直到被位于腔室31顶部的一排齿32阻挡，从而允许水绕其流动并且进入进口孔21a/装运箱开口24中。

除了完全倒转以外，该类阀门能以任何姿态工作，在完全倒转情况中，球33落向齿32从而打开阀门11，或者球33试图浮动却被试图进入进口孔21a/装运箱开口24的水的压力推开从而平衡装运箱10的外部和内部之间的压差。

Claims (23)

1.一种阀门，包括具有第一孔和第二孔的壳体，所述第一孔和所述第二孔用于流体进入位于壳体内部的通道和从所述通道流出，所述通道从第一孔迂回地延伸至所述第二孔并且包括用于形成气塞的器件，所述阀门还包括至少一个用于使得流体以比流体进入其中一个孔的速度更慢的速度从通道中排出的排放器件，其中阻止进入其中一个孔的液体沿着所述通道流入到另一个孔，直到所述阀门内部的基本上所有空气已经从所述排放器件中排出。

2.一种如权利要求1所述的阀门，其中所述通道由形成在所述壳体的内壁上的凸缘限定。

3.一种如权利要求1所述的阀门，其中所述通道由沿所述壳体内部或者位于所述壳体内部的管子限定。

4.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中，所述通道还结合有至少一个U形弯曲部分。

5.一种如权利要求4所述的阀门，其中所述通道结合有多个U形弯曲部分。

6.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中，所述通道是基本上N形的。

7.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中，一个孔位于比另一个孔更高的位置处。

8.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中，所述至少一个排放器件是单向排放阀。

9.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中所述排放器件包括至少两个单向排放阀，一个单向排放阀在所述通道的上面部分中，一个单向排放阀在所述通道的下面部分中。

10.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中所述通道包括处于所述排放器件的位置的至少一个腔室。

11.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，其中环形凸缘围绕其中一个孔位于所述壳体的外壁上。

12.一种如权利要求11所述的阀门，其中所述环形凸缘设有用于在使用中将所述阀门固定到装运箱的壁中的一孔上的固定器件。

13.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，还包括微芯片。

14.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，还包括能致动以关闭所述阀门的阻塞装置。

15.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，还包括覆盖所述进口孔的可渗透流体的阻挡层或者过滤器。

16.一种如前述权利要求中任一项所述的阀门，还包括用于限制水流进入其中一个孔中的第二阀门器件。

17.一种如权利要求16所述的阀门，其中所述第二阀门器件包括弹簧偏置的塞子和附接到所述塞子上的能漂浮的致动器，塞子通常被偏置到密闭所述进口孔的密闭位置，以便当所述阀门被淹没时，所述致动器上升以移动所述塞子脱离与其中一个孔的密闭接触。

18.一种如权利要求16所述的阀门，其中，所述第二阀门器件包括腔室，在所述腔室内部具有通常被坐靠成与所述孔密闭接触的能漂浮的球，其中当所述阀门被淹没时，所述球在所述腔室内部浮动脱离与其中一个孔的密闭接触。

19.一种阀门，包括塞子和附接到所述塞子上的能漂浮的致动器，所述塞子通常被弹簧偏置到密闭位置，以便当所述阀门被淹没时，所述致动器上升以移动所述塞子脱离所述密闭位置。

20.一种如权利要求19所述的阀门，其中所述塞子和所述致动器容纳在壳体中，所述壳体具有允许水进入的开口。

21.一种阀门，包括腔室，在所述腔室内部具有通常坐靠在密闭所述孔的密闭位置的能漂浮的球，其中当所述阀门被淹没时，所述球在所述腔室内部浮动脱离所述密闭位置。

22.一种装运箱，包括多个壁和至少一个如前述权利要求中任一项所述的阀门。

23.一种如权利要求22所述的装运箱，其中，所述装运箱具有六个壁和八个角部以及位于至少四个相对角部处的至少四个阀门。

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