CN104235456A - 一种非对称透气装置 - Google Patents

Abstract

一种能快速排出大量气体的非对称透气装置。它是在刚度更高的阀座外侧设置滤膜，所有阀口包围在滤膜阀座环状密封部。滤膜在对应阀口的位置可设置阀瓣，使透出与透入气体的数量和种类可分别控制在更大范围。滤膜与阀座还可设置更多的连接部，加强滤膜的刚度。并通过滤膜外侧的限位装置进一步约束滤膜排气时的形变，保护滤膜使其能承受更大量气体的快速排出。本发明具有更大的刚度，结构简单，使用容易，可广泛应用于厌氧发酵、组培、灯、电器、通讯、摄影摄像仪、发动机外壳，也可用于透气鞋底。

Description

一种非对称透气装置

所属技术领域

　　本发明涉及一种透气装置，尤其是能快速排出大量气体的非对称透气装置。

背景技术

　 目前，公知的透气装置都是在容腔的开口处设置防水透气膜等滤膜实现。这类透气装置排出的气体和吸入的气体在相同压力差之下是相同的，常用于灯、鞋，服装及其他电器平衡内外压差、透出湿气，防止内部结露、起雾。但是这种对称的透气装置，遇到外部湿润时，湿气会倒灌，反而使内部受潮、起雾。于是人们就寻找可以排出气体，而减少吸入气体的非对称透气装置。

以下文献涉及非对称透气装置：2012年1月25日授予日东电工株式会社的中国专利200680017313.1公布了“透气构件及使用它的透气壳体”。在这个文献中，透气膜固定在壳体的开口部。紧贴透气膜外侧设置开孔的膜。在内部压力大于外部压力一定阈值时，开孔的膜形变而透气膜不形变，从而离开透气膜，使整个透气膜的面积都可以排气，当外部压力大于内部压力时，开孔的膜紧贴透气膜，仅开孔的膜通孔部分的小面积透气膜才能够吸入气体。实现了非对称的透气，而且可达到安装该装置的壳体内部起雾更慢，散雾更快的技术效果。但是这种装置要求开孔的膜的刚度小于透气膜的刚度才能合理动作，因此整体刚度都较低，尺寸也无法超过一定限度。当大容量气体快速排出时，开孔的膜和只有边缘固定的透气膜极其容易超过弹性限度，导致失效甚至破损。这种装置无法快速排出大容量气体。

发明内容

为了克服现有的非对称透气装置不能快速排出大容量气体的不足, 本发明提供一种非对称透气装置，该非对称透气装置不仅可以非对称透过气体，而且能够快速排出大容量气体而不失效。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：滤膜和阀座叠置构成非对称透气装置，阀座上设置至少一个阀口，滤膜覆盖所有阀口，其特征是：滤膜在阀座的外侧，阀座由不透气材料设置阀口构成，滤膜由透气膜构成，阀座的刚度大于滤膜，所有阀口都包围在滤膜阀座环状密封部中，当滤膜一侧压力大于阀座一侧压力时，滤膜阀座环状密封部中的滤膜与阀口边缘紧密接触。滤膜阀座环状密封部为连续的闭合密封环。当容腔的内部压力大于外部压力时，滤膜阀座环状密封部中的外侧滤膜形变大于阀座。滤膜离开阀座，使整张滤膜都可以排气；但是当容腔外部压力大于内部压力时，滤膜阀座环状密封部中的滤膜紧贴在阀口上。仅阀口边缘接触部包围（且未被阀瓣堵塞）的部分可以透入气体。实现了排出和透入的非对称透气。由于阀座的刚度大于滤膜，因此，本发明的整体刚度比只有边缘固定的滤膜更大。且本发明可以设置一个以上连接区域或排气限位装置，对滤膜进行排气通量影响较小的有效约束。因此，与现有技术比较，本发明的整体装置在大量高速气体的作用下更不容易失效。这种稳固的结构允许透气膜的面积做得更大，从而使排气通量大幅增大。本发明在实现非对称透气的同时达到了能够快速排出大量气体而不失效的目的。

本发明的有益效果是，在透入更少气体、透出更多气体的同时，能够承受快速排出大量气体。使用同样材料的透气膜，本发明的整体装置具有更高的强度，更耐用，使用范围也更大，结构简单。本发明透入气体和透出气体的差异可以设计得更大、更精确，甚至实现完全的单向排气止回功能，从而应用于发酵食品的制作和包装。本发明大幅提高的刚度允许更大的设计尺寸和更剧烈的使用环境，能满足发动机舱、户外音箱、鞋、移动通讯设备、平板电脑、摄影摄像仪、集装箱等具有较大壳体设备的防水透气、防潮防露。使更多设备能够在有水的环境和户外全天候使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

　 图1是一种非对称透气装置第一个实施例的纵剖面图。

    图2是一种非对称透气装置第一个实施例排气状态的纵剖面图。

    图3是一种非对称透气装置第一个实施例的结构示意图。

    图4是一种非对称透气装置第一个实施例的外盖仰视图。

    图5是一种非对称透气装置第二个实施例的纵剖面图。

    图6是一种非对称透气装置第二个实施例的结构示意图。

    图7是一种非对称透气装置第三个实施例的纵剖面图。

    图8是一种非对称透气装置第三个实施例的排气状态的纵剖面图。

    图9是一种非对称透气装置第三个实施例的安装示意图。

    图10是一种非对称透气装置第四个实施例的纵剖面图。

    图11是一种非对称透气装置第四个实施例的安装示意图。

    图12是一种非对称透气装置第五个实施例的安装示意图。

    图13是一种非对称透气装置第五个实施例的纵剖面图。

图中1.阀座，2.滤膜,3.阀口,4.内螺纹,5.外螺纹,6.阀瓣,7.外盖,8.容腔口部，9.滤膜阀座环状密封部，10.滤膜阀座连接部,11.通孔，12.限位导流槽。

具体实施方式

在图1、图2、图3、图4所示第一个一实施例中，一种非对称呼吸装置，由滤膜2和阀座1叠置构成，阀座1上设置至少一个阀口3，滤膜2覆盖所有阀口3，其特征是：滤膜2在阀座1的外侧，阀座1由不透气材料设置阀口3构成，滤膜2由透气膜构成，阀座1的刚度大于滤膜2，所有阀口3都包围在滤膜阀座环状密封部9中，当滤膜2一侧压力大于阀座1一侧压力时，滤膜阀座环状密封部中的滤膜与阀口边缘紧密接触。

阀座1由不透气材料设置阀口3构成，阀口3的形状可以是贯通圆孔，也可以是贯通的一条以上窄缝或交叉窄缝。本实施例中，阀座2选用闭孔发泡高分子聚合物片材，优选1毫米厚的低发泡聚乙烯圆片。阀座1上设置至少一个阀口3。本实施例阀口3优选为直径3毫米的贯通圆孔，位于阀座1中心。

滤膜2由透气膜构成。本实施例由与阀座1相同材质的防尘滤膜或防水透气膜构成。优选为一平方米50克重的聚烯烬纺粘防水透气微孔膜。滤膜2裁切为圆片，直径小于阀座1。滤膜2覆盖所有阀口3。滤膜2在阀座1的外侧。滤膜2边缘与阀座1通过粘接或热熔焊接密封连接在一起，呈闭合连续的环状，构成滤膜阀座环状密封部9。本实施例中，滤膜阀座环状密封部9为连续闭合的圆环。所有阀口3都包围在滤膜阀座环状密封部9中。阀座1的刚度大于滤膜2。阀座1与滤膜2在相同的压差作用下，阀座1的变形要小于滤膜2的变形。

在滤膜2表面与阀口3对应的位置设置阀瓣6。阀瓣6可设置在滤膜2外侧，也可以设置在滤膜2与阀口3之间。滤膜2两侧压力相等时，阀口3边缘与滤膜2或阀瓣6紧密接触。本实施例中阀瓣6设置在滤膜2外侧，阀瓣6选用高分子聚合物薄膜圆片，优选为TPU（聚氨酯）防水透汽膜，粘接在滤膜中心位置。滤膜2一侧压力大于或等于阀座1一侧压力时，滤膜2与阀口3边缘紧密接触。阀口3边缘包围的滤膜2可以透过水蒸汽，但只有未被阀瓣6遮住的区域才可以透过水蒸汽汽以外的气体。

滤膜阀座环状密封部9包围的滤膜面积与滤膜透气率的乘积为滤膜的向外透气量；阀口3截面积包围的滤膜面积与滤膜复合透汽膜整体透汽率的乘积为滤膜的向内透汽量（水蒸汽）；阀口3截面积减去阀瓣6覆盖部分的滤膜面积与滤膜透气率的乘积为滤膜的向内透气量（水蒸汽以外气体）。本实施例中，阀瓣6尺寸大于阀口3。也就是说，阀瓣2完全覆盖对应的阀口6。因此当容腔外部压力大于或等于内部压力时，向内的透气量为零，仅能透入、透出少量水蒸汽。本实施例实现了完全的排气止回功能，构成一完全意义上的单向阀，可应用于厌氧发酵的制作和包装。

本实施例在实现单向排气时，可在止回状态实现水汽的平衡。防止关闭状态的阀瓣6和阀口3的结露。

外盖7设置有内螺纹4，容腔口部8设置有对应的外螺纹5。阀座1与容腔口部8配合。外盖7旋紧在容腔口部8时，将阀座1挤压密封在容腔口部8。外盖7设有通孔11。外盖7内侧设有限位导流槽12，限位导流槽12与通孔11连接。当外盖7将阀座1挤压在容腔口部8时就形成下述结构：在滤膜2外侧附近设有排气限位装置，排气限位装置与阀座1的距离小于滤膜的弹性限度，排气限位装置设置通孔11和限位导流槽12，通孔11与限位导流槽12连通。

限位导流槽12深度优选为0.5毫米。当容腔内部压力小于或等于外部压力时，排气限位装置与滤膜2不接触；当内部压力大幅度增加，滤膜2在冲击下发生超过弹性限度的变形时，排气限位装置与滤膜2接触，约束其进一步形变，防止其在快速排出大量气体时失效，同时限位导流槽12将继续发挥排气泄压的作用，将气体从通孔11排出，可更有效地保护容腔。

在图5、图6所示实施例二中，阀座1设置有三个圆形阀口3。在阀口3对应的位置上，滤膜2设置有三个阀瓣6，阀瓣6设置在滤膜内侧，阀瓣6表面或/和阀座1表面附着有离型液。滤膜2两侧压力相等，或外部压力大于内部压力时，三个阀口3与各自对应的阀瓣6接触。阀瓣6可以通过印刷，将不透气的薄膜准确覆盖在滤膜2上，并通过另外的定位印刷，在阀瓣6表面或/和阀座1表面附着离型液。本实施例离型液优选硅油。离型液可以提高止回密封性能，并防止阀瓣6与阀口3长时间接触形成粘接。阀座1朝向滤膜2的一面涂覆一层拨水材料，可避免阀座1与滤膜2表面形成水膜，保持滤膜2的透气性能。

滤膜2与阀座1之间设置至少一个滤膜阀座连接部10。本实施例中，滤膜阀座连接部10为三个分散的圆形，通过粘接或热熔实现。滤膜2与阀座1均为直径相同的圆形，两者被整体安装在外盖与容腔口部时，滤膜2与阀座1边缘被挤压在一起形成密封，被挤压的环状区域构成一临时的圆环形滤膜阀座环状密封部9。三个阀口3都被包围在上述滤膜阀座环状密封部9中。本实施例计算向外透气量时，需减去滤膜阀座连接部10的总面积。滤膜阀座连接部10可约束滤膜的变形，相对于仅边缘固定的滤膜，整体滤膜的刚度得以大幅提高，可承受更大量的气体冲击。

在图7、图8、图9所示实施例三中，阀座1为一个方形外壳，开有多个贯通孔构成多个阀口3。滤膜1为防水透气膜，优选EPTFE（聚四氟乙烯）微孔膜。滤膜1的四边密封粘接在方形外壳上构成一个方框状的滤膜阀座环状密封部9。阀座1的所有阀口3都包围在上述方框中。阀座1上卡扣有方形的外盖7。外盖7设置有多个通孔11排气。各通孔11之间设置有条状突起。条状突起之间形成多个限位导流槽12，且这些限位导流槽12与通孔11连通。

外壳内部压力小于或等于外部压力时，条状突起与滤膜2不接触；当外壳内部有大气流产生时，外盖7的突起可顶在防水透气膜上，约束其变形，防止防水透气膜超过弹性限度失效。

在图10、图11所示实施例四中，阀座1由皮革打孔构成。滤膜2选用EPTFE（聚四氟乙烯）微孔膜，与阀座1的形状相同，都为鞋底状。滤膜2边缘与阀座1密封粘接形成滤膜阀座环状密封部9，将皮革阀座1的所有阀口3包围在其中。阀座1与滤膜2之间另设置有多个方形的滤膜阀座连接部10，可更好固定滤膜2。滤膜2下部粘接有一个压制有多个圆形浅坑的橡胶外盖7。圆形浅坑中心设垂直阀座的通孔11和围绕该通孔的多条径向筋。上述径向筋之间的扇形槽构成多个限位导流槽12，与通孔11连通，形成一排气限位装置。

本实施例为一个非对称透气的透气鞋底。容腔中的脚部因为运动产生大量湿热气体时，可通过皮革鞋底的阀口3从防水透气膜经限位导流槽12、鞋底的通孔11大面积排出。外部的水，灰尘被防水透气膜阻隔，无法进入鞋中，外部的湿润气体也不能大量进入。可有效保护容腔中的脚部，减少臭气。

在图12、图13所示实施例五中，排气限位装置的通孔11横向设置在外盖7的表面，与阀座2表面平行。处于中心位置未直接与通孔11连接的圆形浅坑，与其他连接有上述横向通孔11的浅坑以槽相互连通，从而整体实现与横向通孔11之间的间接连通。

Claims (10)

1.一种非对称呼吸装置，由滤膜和阀座叠置构成，阀座上设置至少一个阀口，滤膜覆盖所有阀口，其特征是：滤膜在阀座的外侧，阀座由不透气材料设置阀口构成，滤膜由透气膜构成，阀座的刚度大于滤膜，所有阀口都包围在滤膜阀座环状密封部中，当滤膜一侧压力大于阀座一侧压力时，滤膜阀座环状密封部中的滤膜与阀口边缘紧密接触。

2.根据权利要求1所述的非对称呼吸装置，其特征是：在滤膜表面与阀口对应的位置设置阀瓣，滤膜两侧压力相等时阀口与滤膜或阀瓣紧密接触。

3.根据权利要求2所述的非对称呼吸装置，其特征是：阀瓣完全覆盖对应的阀口。

4.根据权利要求1和权利要求2任一项所述的非对称呼吸装置，其特征是：滤膜由与阀座相同材质的防尘滤膜或防水透气膜构成。

5.根据权利要求1和权利要求2任一项所述的非对称呼吸装置，其特征是：滤膜边缘与阀座通过粘接或热熔焊接密封连接在一起，呈闭合连续的环状，构成滤膜阀座环状密封部。

6.根据权利要求3所述的非对称呼吸装置，其特征是：阀瓣由防水透汽膜构成，只能透过水蒸汽，其他气体与液体不能通过。

7.根据权利要求1和权利要求2任一项所述的非对称呼吸装置，其特征是：在滤膜外侧附近设有排气限位装置，排气限位装置与阀座的距离小于滤膜的弹性限度，排气限位装置由通孔和限位导流槽构成，通孔与限位导流槽连通。

8.根据权利要求3所述的非对称呼吸装置，其特征是：阀瓣设置在滤膜内侧，阀瓣表面或/和阀座表面附着有离型液。

9.根据权利要求1和权利要求2任一项所述的非对称呼吸装置，其特征是：排气限位装置的通孔横向设置在外盖的侧面，与阀座表面平行。

10.根据权利要求1和权利要求2任一项所述的非对称呼吸装置，其特征是：滤膜与阀座之间设置至少一个滤膜阀座连接部。