CN105246563B - 增大空心球的内部压力的方法及其设备、空心球的容纳容器、软网球 - Google Patents
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Abstract
目的:本发明的目的是提供一种在实用时间中容易增大空心球的内部压力的方法。解决方法:根据本发明的用于增大空心球的内部压力的方法包含以下步骤:(1)将包含外壳和由外壳包围的空间的空心球(18)放入容纳部(4);(2)用气体填充容纳部(4),与氧气和氮气相比,气体相对于外壳具有更好的渗透性;和(3)使气体穿过外壳。当外壳包含天然橡胶时,优选地,在步骤(2)中,容纳部填充有在25℃下对于天然橡胶的渗透系数为20×10‑17m4/(N·S)的气体。优选地,在步骤(2)中,容纳部填充有二氧化碳气体。
Description
技术领域
本发明涉及一种增大空心球比如常规网球、软网球等的内部压力的方法及其设备。
背景技术
为了获得空心球比如常规网球、软网球等的合适的弹性,保持球的内部压力高于大气压力。例如,常规网球的内部压力设定为大气压力的大约1.6倍至1.9倍。如果球的内部压力高于此,则使用者感觉球太硬或飞得太远。如果球的内部压力低于此,则使用者感觉球太软或回弹力不足。空心球需要制造成其内部压力具有合适的值,并且所制造的球的内部压力需要保持在合适的范围内。
为了增大球的内部压力,例如,在制造常规网球时,存在采用通过化学反应产生气体的方法的情况和将空气被压缩并注入的情况。球包括:球芯,该球芯是由橡胶制成的空心球体;和两个触摸部(felt portion)(也称为“麦尔登”),该触摸部覆盖球芯的表面。球芯通过将两个半壳体附接在一起获得。在内部压力通过化学反应增加的情况下,则在将两个半壳体附接在一起之前,氯化铵片剂、亚硝酸钠片剂和水(或其水溶液)被放入球芯。在搭桥球芯时,它们被加热,从而氯化铵和亚硝酸钠产生化学反应。氮气通过化学反应产生。球芯的内部压力通过氮气增加。
在具有高于大气压力的内部压力的球中,由于内部压力和大气压力之间的差,在球内的气体经过外壳从球中出来。即,即使当球被制造成具有合适的内部压力时,内部压力也会随着时间减小。例如,当常规网球在大气压力下放置大约两个月时,其内部压力减小到使用者认识到内部压力减小的程度。
抑制网球的内部压力的减小的储存容器的检验结果公开在JP7-155406、JP7-187252和JP8-89600中。这些储存容器都是全气密容器。在将网球存储在这些容器中后,容器内的气压增至等于或高于大气压力的压力。通过降低各个网球的内部压力和在网球的外部的各个容器的气压之间的差,在球内的气体穿过外壳的速度能够减小。通过消除各个网球的内部压力和容器的气压之间的差,在球内的气体不会出来。换句话说,网球的内部压力不会减小。通过使容器的气压高于网球的内部压力,各个网球的内部压力能够相反地增加。
引用列表:
专利文献:
专利文献1:JP7-155406
专利文献2:JP7-187252
专利文献3:JP8-89600
发明内容
本发明要解决的问题:
对于JP7-155406、JP7-187252和JP8-89600中的每个存储容器,当球存储在该容器中时,能够抑制各个球的内部压力的减小。然而,当从容器中取出这些球时,球暴露于大气压力下,并且各个球的内部压力减小。当使用各个球时,其内部压力进一步快速减小。则,一旦各个球的内部压力减小,则难以用这些存储容器恢复球的内部压力。如上所述,理论上,如果使在容器内的气压高于球的内部压力,则球的内部压力恢复。然而,例如,即使内部压力已经减少了10%的常规网球被放入填充加压到大约大气压力的2.5倍的压力的空气的容器中,也需要大约一至两个月恢复内部压力。通过增加在容器内的气压,恢复速度能够增大。然而,需要昂贵的压力容器。最后,内部压力已经减小的常规网球被丢弃,即使球的触摸部在可用状态。
软网球包括阀门,该阀门用于恢复其减小的内部压力。通过用专用的气泵经由该阀门供应空气,内部压力恢复。然而,阀门比包围阀门的橡胶厚且硬,因此可能会在使用中损坏。阀门妨害球的耐久性。另外,如果当用球拍击球时阀门被球拍击打,则击打球变得不稳定。更进一步,需要逐一将空气供应到球内,因此需要花费很多时间和努力以恢复球的内部压力。
本发明的目的是提供一种在实用时间中容易增大空心球的内部压力的方法。
解决方案:
根据本发明的用于增大空心球的内部压力的方法包括以下步骤:
(1)将包括外壳和由外壳包围的空间的空心球放入容纳部中,所述容纳部是由树脂组合物形成的袋,该袋通过来自外部或内部的压力而可变形;
(2)用气体填充容纳部,与氧气和氮气相比,该气体相对于外壳具有更好的渗透性;以及
(3)使该气体穿过外壳,
紧接着所述步骤(2)结束之后,所述容纳部的内部压力和大气压力之间的差等于或低于0.1kgf/cm2。
当外壳包含天然橡胶时,优选地,在步骤(2)中,容纳部填充有对于天然橡胶在25℃下渗透系数为20×10-17m4/(N·S)的气体。
优选地,在步骤(2)中,容纳部填充有二氧化碳气体或二氧化碳气体和空气的气体混合物。
优选地,该方法在步骤(1)和(2)之间进一步包括步骤(4):释放容纳部内的空气。
优选地,在步骤(3)中,容纳部内的温度不低于35℃且不高于60℃。
优选地,紧接着步骤(2)结束之后,容纳部内的空气的分压高于大气压力。
优选地,紧接着步骤(2)结束之后,容纳部的内部压力和大气压力之间的差等于或低于0.1kgf/cm2。
优选地,容纳部是由树脂组合物形成的袋。
优选地,在步骤(2)中填充容纳部的气体的体积Vg与在步骤(1)中放入容纳部的所有空心球的总容积Vb的比值(Vg/Vb)等于或大于1.0。
容纳部可以是由金属形成的容器。
根据本发明的用于通过上述方法来增大空心球的内部压力的设备包括:容纳部,包含外壳和由该外壳包围的空间的空心球能够放入容纳部中;和供给部分,该供给部分被构造成将气体供给到容纳部。与氧气和氮气相比,该气体相对于外壳具有更好的渗透性。
根据本发明的软网球是通过上述的用于增大空心球的内部压力的方法而增大了内部压力的不包括阀门的空心球。
根据本发明的用于增大空心球的内部压力的上述方法的容纳容器包括主体和安装到主体的开/关工具。主体中包括进气端口和排气端口,该进气端口用于将气体供给到主体的内部,该排气端口用于将气体从主体的内部排出。主体的一部分能够用开/关工具打开/闭合。当主体的部分打开时,空心球能够经由该部分的开口放入和取出;并且当主体的该一部分闭合时,主体进入密封状态。
优选地,主体由尼龙构成。
优选地,开/关工具是密封紧固件。
优选地,进气端口位于排气端口的下方。
优选地,当从主体的下端到排气端口的中心的高度用Ho表示时,高度Ho与主体的高度H的比值(Ho/H)等于或大于90%。
优选地,当从主体的下端到进气端口的中心的高度用Hi表示时,高度Hi与主体的高度H的比值(Hi/H)等于或小于10%。
容纳容器可以进一步包括软管。在主体内,软管安装到主体,使得软管的第一端的开口与进气端口重叠。软管的第二端位于排气端口的下方。
优选地,当从主体的下端到软管的第二端的高度用Hh表示时,高度Hh与主体的高度H的比值(Hh/H)等于或小于10%。
优选地,容纳工具进一步包括,在主体内,用于增强主体的框架。
根据本发明的用于增大空心球的内部压力的上述方法的压力容器包括:容纳部,该容纳部被构造成容纳空心球;和加热器,该加热器被构造成对容纳部加热。该容纳部包括:主干部,该主干部具有输入端口,经由该输入端口,空心球被放入和取出;盖部,该盖部被构造成覆盖输入端口;和进气端口,经由该进气端口,气体被供给到容纳部的内部。
优选地,加热器安装在容纳部的外侧。
加热器可以安装在容纳部内。
优选地,主干部和盖部中的每个由金属形成。
本发明的优势:
在根据本发明的用于增大空心球的内部压力的方法中,其中容纳空心球的容纳部用气体填充,与氧气和氮气相比,该气体相对于空心球的外壳具有更好的渗透性。该气体从容纳部进入球的内部的速度高于空气进入球的内部的速度。因此,与用空气填充容器的传统方法相比,空心球的内部压力能够在短时间内增加。根据该方法,可以容易地重复使用内部压力已经减小的球。
附图说明
图1是显示根据本发明的实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的设备的概图;
图2是显示根据本发明的第二实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的设备的概图;
图3是显示根据本发明的第三实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的设备的概图;
图4是根据本发明的实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的容纳容器的立体图;
图5是根据本发明的另一个实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的容纳容器的立体图;
图6是显示使用图5中容纳容器的状态的概图;
图7是显示使用根据本发明的再一个实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的容纳容器的立体图;
图8是根据本发明的再一个实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的容纳容器的立体图;
图9是显示使用图8中的容纳容器的状态的概图;
图10是根据本发明的实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的压力容器的前视图;
图11是图10中压力容器的右视图;
图12是图10中压力容器的平面图;
图13是沿图12中线XIII-XIII的截面图的一部分。
具体实施方式
在下文中,将适当参考附图基于较优实施方式详细描述本发明。
图1显示根据本发明的实施例的用于增加空心球的内部压力的方法的设备2。设备2包括:压力容器4、真空泵6、气瓶10、排气管12和进气管14。
压力容器4容纳空心球18,每个空心球包括外壳和由外壳包围的空间。压力容器4一般由金属制造。压力容器4可以由树脂组合物制成。压力容器4保持密封。
压力容器4包括主体20和盖部22。主体20,在其上部分,具有输入端口24,该输入端口用于将空心球18放入主体中。盖部22设置有进气孔26和排气孔28。排气孔28延伸通过盖部22。排气管12的一个端部穿过排气孔28。排气管12的另一端连接到真空泵6。压力容器4和真空泵6通过排气管12彼此连接。
压力容器4的进气孔26延伸通过盖部22。进气管14的一个端部穿过进气孔26。进气管14的另一端连接到气瓶10。压力容器4和气瓶10通过进气管14彼此连接。
真空泵6经由排气管12吸出压力容器4内的气体。压力容器4的内部能够通过真空泵6实质上抽真空。
气瓶10已经在其中存储要供给到压力容器4的气体。与氧气和氮气相比,该气体相对于各个空心球18的外壳具有更好的渗透性。气瓶10将存储的气体经由进气管14供给到压力容器4中。气瓶10能够使在压力容器4内的气体的压力等于或高于大气压力。
压缩机可以设置在气瓶10和压力容器4之间。当气瓶10中的压力不足以增加压力容器4中的压力时使用压缩机。压缩机增加来自气瓶10的气体的压力并且将气体供给到压力容器4中。
在根据本发明的用于增加空心球18的内部压力的方法中,在初始步骤,把空心球18放入压力容器4中,另外,排出在压力容器4内的空气。在该步骤,进气管14闭合,压力容器4保持密封。真空泵6运行,并且在容器内的空气经由排气管12排出。当容器的内部变得实质上抽真空时,真空泵6的运行停止。
下一步,压力容器4用气体填充。来自气瓶10的气体经由进气管14供给到压力容器4中。压力容器4用气体填充。当在压力容器4内的压力达到预定气压时,停止填充气体。
在最后步骤,使得填充的气体穿过空心球18的外壳。在该步骤,空心球18在压力容器4内放置预定时间。由于在空心球18内的填充气体的压力和压力容器4内的填充气体的压力之间的差,因此气体穿过空心球18的外壳进入空心球18。因此,空心球18的内部压力增大。
在本发明的用于增大空心球18的内部压力的方法中,压力容器4用气体填充,与氧气和氮气相比,该气体相对于各个空心球18的外壳具有更好的渗透性。气体从压力容器4的内部进入各个空心球18的内部的速度高于空气进入各个空心球18的内部的速度。因此,与用空气填充容器的传统方法相比,空心球18的内部压力能够在短时间内增加。另外,在该方法中,仅通过将空心球18放置在压力容器4中,就能够增大许多空心球18的内部压力。根据该方法,能够容易地且有效地增大空心球18的内部压力。
以下用例如二氧化碳被用作填充压力容器4的气体以增大常规网球的内部压力的情况具体地描述上述效果。注意,以下的说明假定大气压力为1.0kgf/cm2。
当:气体对于薄膜的渗透系数表示为Cp;气体在薄膜的外侧和内侧之间的分压差表示为P;并且薄膜的厚度表示为W,气体穿过薄膜的速度V表示为:
V=Cp×P/W
各个常规网球18的外壳通常由天然橡胶制成。假定在各个常规网球18内的气体由80%的氮气(N2)和20%的氧气(O2)组成,与大气类似,将给出以下描述。如上所述,为了在制造期间增加内部压力,存在在球18内产生氮气的方法和压缩并注入空气的方法。在采用产生氮气的方法的情况下,预计氮气的比例实际上高于大气中氮气的比例,但是这对本发明的效果不会有很大的影响。类似于大气,二氧化碳气体(CO2)也存在于各个常规网球18内,但是其量小到可忽略不计。氮气、氧气和二氧化碳气体对于天然橡胶的渗透系数Cp如表1所示。另外,当25℃下氮气的渗透系数为1时,获得的各个渗透系数的比值Cc见表1。可以认为薄膜的厚度W不变,因此速度V与比值Cc和分压差P成正比。当比例系数表示为C0时,速度V可以改写如下。
V=C0×Cc×P
以下通过该公式描述效果。
[表1]
表1 对于天然橡胶的气体渗透系数
将考虑通过根据本发明的方法,恢复由于使用球18导致其内部压力已经减少到1.60kgf/cm2的常规网球18。为此,假设在压力容器4抽真空之后,压力容器4用二氧化碳气体填充直到二氧化碳的压力到达2.84kgf/cm2。在压力容器4内,没有出现氮气和氧气。因此,在压力容器4内的氮气、氧气和二氧化碳气体的分压如下。
氮气:0.00kgf/cm2
氧气:0.00kgf/cm2
二氧化碳气体:2.84kgf/cm2
如上所述,在各个常规网球18内的气体由80%的氮气和20%的氧气组成。各个常规网球18的内部压力为1.60kgf/cm2,而二氧化碳气体可以忽略。因此,在常规网球18内的氮气、氧气和二氧化碳气体的分压如下。
氮气:1.60×0.8=1.28kgf/cm2
氧气:1.60×0.2=0.32kgf/cm2
二氧化碳:0.0kgf/cm2
基于在常规网球18的外侧和内侧的分压的值和表1中渗透系数Cc的值,氮气从外侧朝着内侧穿过其外壳由天然橡胶制成的常规网球18的外壳的速度V(N2),氧气穿过常规网球18的外壳的速度V(O2)和二氧化碳穿过常规网球18的外壳的速度V(CO2)如下。
V(N2)=C0×1.0×(0.00-1.28)=-1.28×C0
V(O2)=C0×2.9×(0.00-0.32)=-0.93×C0
V(CO2)=C0×16.3×(2.84-0.00)
=47.71×C0
在常规网球18内的氮气和氧气从球18的内部出来,但是二氧化碳以等于或高于氮气和氧气的速度的20倍的速度进入球18的内部。根据该方法,气体整个进入常规网球18中的速度Vpro如下。
Vpro=(47.71-1.28-0.93)×C0
=45.50×C0
同时,当在用空气填充的传统方法中,在压力容器4内的空气的压力设定为2.84kgf/cm2时,计算气体进入常规网球18的速度。此时,在压力容器4内的氮气和氧气的分压如下。
氮气:2.84×0.8=2.27kgf/cm2
氧气:2.84×0.2=0.57kgf/cm2
此时,在常规网球18内氮气和氧气的分压如下。
氮气:1.6×0.8=1.28kgf/cm2
氧气:1.6×0.2=0.32kgf/cm2
因此,氮气穿过常规网球18的外壳的速度V(N2),氧气穿过外壳的速度V(O2),和气体整个进入常规网球18的速度Vcov如下。
V(N2)=C0×1.0×(2.27-1.28)=0.99×C0
V(O2)=C0×2.9×(0.57-0.32)=0.72×C0
Vcov=C0×(0.99+0.72)=1.71×C0
当气体通过本方法进入球18的速度Vpro与空气通过传统方法进入球18中的速度Vcov相比时,本发明的效果明显。即:
Vpro/Vcov=26.6.
紧接着压力容器4用2.84kgf/cm2的气体填充后,根据本方法,气体以等于或高于传统方法的速度的26倍的速度进入各个球18。该显著地提高增大球18的内部压力的速度。根据本方法,可以恢复其内部压力已经减小的常规网球18的内部压力,并且再次使用常规网球18。
上述,计算在紧接着压力容器4填充气体之后的状态下的气体进入空心球18的速度。实际上,当在容器内的气体进入各个空心球18时,在容器内的气体的压力减小。更进一步,在空心球18内的气体的分压也改变。因此,气体进入各个空心球18中的速度随着时间改变。在本说明书中,将所费的时间考虑进入的速度的计算结果未显示。这是因为紧接着压力容器4填充气体后,经由与气体进入各个空心球18的速度比较,本方法的有效性变得明显。
如上所述,当在压力容器4内的气体进入各个空心球18时,在容器内的压力减小。这导致气体进入各个空心球18的速度减小。为了避免该减小,可以使用从气瓶10中再次供应气体的方法。例如,方法可用于,虽然未在图中显示,安装观测压力容器4的内部压力的压力监测器,并且当内部压力已经减少到某个值或更低时再次从气瓶10供应气体。该再次供应气体的方式根据使用意图合适地使用。
在上述方法中,在初始步骤,压力容器4被抽真空。压力容器4可以不被抽真空。具有一定压力的空气可以保留在其中。空气可以不被完全排出,并且具有与大气压力相同的压力的空气可以保留。在这种情况下,在初始步骤,不需要从压力容器4的内部排出空气的工艺。在图1中,不需要真空泵6。另外,作为二氧化碳和空气的混合物的气体可以预先放进气瓶10中,从而二氧化碳可以供给到容器中,并且在容器填充气体之后使空气的分压可以等于或高于大气压力。这对于在抑制各个空心球18内的空气出来的同时通过使二氧化碳进入各个空心球18增大各个空心球18的内部压力是有效的。
以下用例如容器内的空气不排出并且压力容器4填充二氧化碳和空气以致压力容器4的内部压力为2.84kgf/cm2的情况描述本方法的有效性。在以下实例中,在填充气体后,在容器内的空气的分压为1.84kgf/cm2,这等于或高于大气压力,并且二氧化碳的分压为1.00kgf/cm2,这等于大气压力。球18的内部压力设定为1.60kgf/cm2,等于上述实例中内部压力。此时,氮气穿过常规网球18的外壳的速度V(N2),氧气穿过常规网球18的外壳的速度V(O2),和二氧化碳气体穿过常规网球18的外壳的速度V(CO2)如下。
V(N2)=C0×1.0×(1.84-1.60)×80%
=0.19×C0
V(O2)=C0×2.9×(1.84-1.60)×20%
=0.14×C0
V(CO2)=C0×16.3×(1.00-0.00)
=16.3×C0
气体整个进入常规网球18的速度Vpro如下。
Vpro=(16.30+0.19+0.14)×C0
=16.63×C0
当速度Vpro与气体通过传统方法进入球18的速度Vcov=1.71×C0相比时,
Vpro/Vcov=9.7.
这表示气体以传统方法的9.7倍的速度进入球18。
同时,氮气和氧气也以(0.19+0.14)×C0=0.33×C0的速度进入球18的内部。在容器被抽真空的情况下,从上述结果来看,氮气和氧气以(-1.28-0.93)×C0=-2.21×C0的速度从球18中出来。在该方法中,与传统方法相比,在抑制空气从球18的内部出来的同时,空心球18的内部压力可以高速增大。
表1显示在25℃和50℃下氮气、氧气和二氧化碳气体对于天然橡胶的渗透系数。这些气体在50℃的渗透系数是其在25℃的渗透系数的2至3倍。即,通过将在压力容器4内的温度从25℃增加到50℃,气体进入各个空心球18的速度可以增加2倍或更多。这可以容易地实现,例如,当压力容器4包括加热器时。在压力容器4内的温度可以利用带式加热器增加。从气体的渗透系数增加以提高空心球18的内部压力的增加速度的角度看,在压力容器4内的温度优选等于或高于35℃。从保持大量用作空心球18的外壳的材料的天然橡胶的质量的角度看,在压力容器4内的温度优选等于或低于60℃。
在本方法中,在压力容器4的内部压力和在压力容器4填充气体之后的大气压力之间的差优选等于或低于1.84kgf/cm2。这对应于当大气压力为1.00kgf/cm2时,压力容器4的内部压力等于或低于2.84kgf/cm2的情况。内部压力与大气压力的差等于或低于1.84kgf/cm2的压力容器4容易控制和操纵。另外,压力容器4优选由金属制造。由金属制成的压力容器4具有足够承受与大气压力的差为1.84kgf/cm2的内部压力的强度。出于这样的考虑,更优选的金属的实例包括不锈钢和铝合金。
压力容器4填充的气体在25℃对于天然橡胶的渗透系数Cp,优选大于或等于20×10-17m4/(N·S)。当本方法使用在25℃的温度下渗透系数Cp等于或大于20×10-17m4/(N·S)的气体时,空心球18的内部压力可以比传统方法在更短的时间内增大。出于这样的考虑,渗透系数Cp更优选等于或大于50×10-17m4/(N·S)。
图2显示根据本发明的第二实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的设备30。设备30包括存储容器32、气瓶34和进气管38。
存储容器32容纳空心球42。存储容器32一般由树脂组合物制成。存储容器32可以由金属制成。存储容器32保持密封。
存储容器32包括主体44和盖部46。主体44在其上部分包括输入端口24,该输入端口用于将空心球42放入其中。主体44在其下部分包括进气孔48。进气管38的一端穿过进气孔48。进气管38的另一端连接到气瓶34。存储容器32和气瓶34通过进气管38彼此连接。
气瓶34具有存储在其中的要供给到存储容器32的气体。与氧气和氮气相比,该气体相对于各个空心球42的外壳具有更好的渗透性。气瓶34将存储的气体经由进气管38供给到存储容器32中。气瓶34能够使在存储容器32内的气体的压力等于或高于大气压力。
在根据本发明的增大空心球42的内部压力的方法中,在初始步骤,盖部46打开,并且空心球42被放入存储容器32中。
下一步,存储容器32填充气体。首先,在盖部46打开的同时,来自气瓶34的气体被供给到存储容器32中。在存储容器32内的空气通过经由主体44的下部分供给的气体推动,以经由输入端口排出,在该输入端口,在主体44的上部分的盖部46保持打开。因此,在存储容器32内的大部分空气被排出。在过去一定时间段以后,盖部46闭合。存储容器32继续被填充气体。当在存储容器32内的压力达到预定气压时,停止填充气体。
在最后步骤,使填充的气体穿过空心球42的外壳。在该步骤,空心球42在存储容器32内放置预定时间。由于在空心球42内的填充气体的压力和在存储容器32内的填充气体的压力之间的差,气体穿过空心球42的外壳进入空心球42。因此,空心球42的内部压力增大。
在根据本发明的用于增大空心球42的内部压力的方法中,存储容器32填充气体,与氧气和氮气相比,该气体相对于各个空心球42的外壳具有更好的渗透性。气体从存储容器32进入各个空心球42的内部的速度高于空气进入各个空心球42的内部的速度。因此与用空气填充容器的传统方法相比,空心球42的内部压力能够在短时间内增加。另外,在该方法中,仅通过将空心球42放置在存储容器32中,就能够增大许多空心球42的内部压力。根据该方法,能够容易地且有效地增大空心球42的内部压力。
在根据本发明的增大空心球42的内部压力的方法中,在存储容器32内的空气通过供给的气被排出。在该方法中,不需要真空泵6。在该方法中,空心球42的内部压力可以通过低成本的设备30增大。
在图2的设备30中,经由其供给气体的进气孔48设置在主体44的下部分。经由其排出空气的输入端口位于主体44的上部分。根据其间的位置关系,当存储容器32填充比空气重的气体,比如二氧化碳时,填充的气体可以有效地将空气推出容器。当存储容器32填充比空气轻的气体时,优选,进气孔设置在上部分,并且排气孔设置在下部分。
以下用例如二氧化碳用作填充存储容器32的气体以增大常规网球42的内部压力的情况具体地描述上述效果。
将考虑通过根据本发明的方法,恢复由于使用球42导致其内部压力已经减少到1.60kgf/cm2的常规网球42。假设填充二氧化碳气体直到二氧化碳的压力到达1.80kgf/cm2。假设在存储容器32内的空气被完全排出。因此,在存储容器32内的氮气、氧气和二氧化碳气体的分压如下。
氮气:0.00kgf/cm2
氧气:0.00kgf/cm2
二氧化碳气体:1.80kgf/cm2
在各个常规网球42内的气体由80%的氮气和20%的氧气组成,实质上类似于大气。各个常规网球42的内部压力为1.60kgf/cm2,而二氧化碳气体可以忽略。因此,在常规网球42内的氮气、氧气和二氧化碳气体的分压如下。
氮气:1.60×0.8=1.28kgf/cm2
氧气:1.60×0.2=0.32kgf/cm2
二氧化碳气体:0.00kgf/cm2
基于在常规网球42的外侧和内侧的分压的值和表1中渗透系数Cc的值,氮气穿过由天然橡胶制成外壳的常规网球42的速度V(N2),氧气穿过常规网球42的外壳的速度V(O2)和二氧化碳气体穿过常规网球42的外壳的速度V(CO2)如下。
V(N2)=C0×1.0×(0.00-1.28)=-1.28×C0
V(O2)=C0×2.9×(0.00-0.32)=-0.93×C0
V(CO2)=C0×16.3×(1.80-0.0)
=29.34×C0
气体整个进入常规网球42的速度Vpro如下。
Vpro=(29.34-1.28-0.93)×C0
=27.13×C0
同时,计算当在填充空气的传统方法中在存储容器32内的空气的压力设定为1.80kgf/cm2时,气体进入常规网球42的速度。此时,在存储容器32内氮气和氧气的分压如下。
氮气:1.80×0.8=1.44kgf/cm2
氧气:1.80×0.2=0.36kgf/cm2
在常规网球42内氮气和氧气的分压如下。
氮气:1.6×0.8=1.28kgf/cm2
氧气:1.6×0.2=0.32kgf/cm2
因此,氮气穿过常规网球42的外壳的速度V(N2),氧气穿过常规网球42的外壳的速度V(O2),和气体整个进入常规网球42的速度Vcov如下。
V(N2)=C0×1.0×(1.44-1.28)=0.16×C0
V(O2)=C0×2.9×(0.36-0.32)=0.12×C0
Vcov=C0×(0.16+0.12)=0.28×C0
当气体通过本方法进入常规网球42的速度Vpro与空气通过传统方法进入常规网球42的速度Vcov相比时,本发明的效果明显。即:
Vpro/Vcov=96.7。
紧接着存储容器32用1.80kgf/cm2的气体填充后,根据本方法,气体以传统方法的97倍的速度进入常规网球42。该显著地提高增大常规网球42的内部压力的速度。根据本方法,可以恢复其内部压力已经减小的常规网球42的内部压力,并且再次使用常规网球42。
在存储容器32填充气体之后的存储容器32的内部压力和大气压力之间的差优选等于或低于0.90kgf/cm2。对于存储容器32,该存储容器32设定在其与大气压力的差等于或低于0.90kgf/cm2的内部压力,树脂组合物能用作存储容器32的材料。存储容器32成本低。存储容器32的重量比金属容器轻。树脂组合物优选聚对苯二甲酸乙二酯。由聚对苯二甲酸乙二酯制成的存储容器32具有足够承受与大气压力的差为0.90kgf/cm2的内部压力的强度。
气体进入空心球42的速度可以通过增加存储容器32内的温度而增大。从气体的渗透系数增加以增大空心球42的内部压力的增大的速度的角度看,在存储容器32内的温度优选等于或高于35℃。从保持大量用作空心球42的外壳的材料的天然橡胶的质量的角度看,在存储容器32内的温度优选等于或低于60℃。
图3显示根据本发明的第三实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的设备50。设备50包括容纳袋52、气瓶54和进气管56。
容纳袋52容纳空心球58。容纳袋52典型地由树脂组合物制成。容纳袋52是柔性的,因此由于外部或内部压力容易变形。容纳袋52包括输入端口60,该输入端口用于经由其放入空心球58。输入端口60设置有拉链62。通过闭合拉链62,容纳袋52保持密封。
气瓶54具有存储在其中的要供给到容纳袋52的气体。与氧气和氮气相比较,该气体相对于各个空心球58的外壳具有更好的渗透性。
在根据本发明的用于增大空心球58的内部压力的方法中,在初始步骤,容纳袋52的拉链62打开,并且空心球58被放入容纳袋52。此时,容纳袋52被按压以与空心球58紧密接触,从而在容纳袋52内的空气被排出到外部。拉链62可以打开到必要的程度,真空吸尘器的抽风口可以插入,并且真空吸尘器可以运转,从而内部空气可以排出。内部空气可以通过真空泵排出。在空气排出之后,容纳袋52的拉链62闭合。
下一步,容纳袋52填充气体。容纳袋52的拉链62打开到必要的程度,并且气瓶54的进气管56插入容纳袋52中。气体直接从气瓶54供给。在容纳袋52填充气体之后,进气管56拔出,并且拉链62闭合。在容纳袋52内的气体的压力变为实质上等于大气压力。利用气体通过其从气瓶54供给的压力,可以使在容纳袋52内的气体的压力等于或高于大气压力。
在最后步骤,使填充的气体穿过空心球58的外壳。在该步骤,空心球58在容纳袋52内放置预定时间段。由于在空心球58内的填充气体的压力和在容纳袋52内的填充气体的压力之间的差,气体穿过空心球58的外壳进入空心球58。因此,空心球58的内部压力增大。
在本发明的用于增大空心球58的内部压力的方法中,容纳袋52填充气体,与氧气和氮气比,该气体相对于各个空心球58的外壳具有更好的渗透性。气体从容纳袋52进入各个空心球58的内部的速度高于空气进入各个空心球58的内部的速度。因此,与用空气填充容器的传统方法相比,空心球58的内部压力能够在短时间内增加。另外,在该方法中,仅通过将空心球58放置在容纳袋52中,就能够增大许多空心球58的内部压力。根据该方法,能够容易地且有效地增大空心球58的内部压力。
在根据本发明的用于增大空心球58的内部压力的方法中,容纳袋52被按压以与空心球58紧密接触,从而在容纳袋52内的空气可以被排出到外部。在该方法中,不需要真空泵。在该方法中,使容纳袋52的内部压力实质上等于大气压力,因此填充气体是容易的。在该方法中,空心球58的内部压力可以通过更低成本的设备50增大。
以下用例如二氧化碳用作填充容纳袋52的气体以增大常规网球58的内部压力的情况具体地描述上述效果。在以下描述中,在袋内的空气被完全排出。
将考虑通过根据本发明的方法,恢复由于使用球58导致其内部压力已经减少到1.60kgf/cm2的常规网球58。填充二氧化碳气体以致二氧化碳气体的压力为1.00kgf/cm2,等于大气压力。假设容纳袋内的空气被完全排出。因此,在容纳袋内的氮气、氧气和二氧化碳气体的分压如下。
氮气:0.00kgf/cm2
氧气:0.00kgf/cm2
二氧化碳气体:1.00kgf/cm2
在各个常规网球58内的气体由80%的氮气和20%的氧气组成,实质上类似于大气。各个常规网球58的内部压力为1.60kgf/cm2,而不存在二氧化碳气体。因此,在常规网球58内的氮气、氧气和二氧化碳的分压如下。
氮气:1.60×0.8=1.28kgf/cm2
氧气:1.60×0.2=0.32kgf/cm2
二氧化碳气体:0.00kgf/cm2
基于在常规网球58的外侧和内侧的分压的值和表1中渗透系数Cc的值,氮气穿过由天然橡胶制成外壳的常规网球58的速度V(N2),氧气穿过常规网球58的外壳的速度V(O2)和二氧化碳气体穿过常规网球58的外壳的速度V(CO2)如下。
V(N2)=C0×1.0×(0.00-1.28)=-1.28×C0
V(O2)=C0×2.9×(0.00-0.32)=-0.93×C0
V(CO2)=C0×16.3×(1.0-0.0)=16.30×C0
气体整个进入常规网球58的速度Vpro如下。
Vpro=(16.30-1.28-0.93)×C0
=14.09×C0
同时,在填充空气的传统方法中,除非在容纳袋52内的空气的压力等于或高于各个常规网球58的内部压力,否则常规网球58的内部压力不能恢复。在该传统方法中,用图3所示的设备50,不可能恢复常规网球58的内部压力。另外,如上所述,在该传统方法中,当使用压力容器4并且在压力容器4内的空气压力设定为2.84kgf/cm2时,气体进入常规网球58的速度Vcov为1.71×C0。在本方法中,即使使用图3所示的简单设备50时,气体以等于或高于该方法8倍的速度进入常规网球58。本发明的效果明显。
在图3的实例中,气瓶54用于填充二氧化碳。为了填充二氧化碳,可以把干冰放入袋中而不使用气瓶54。当干冰融化并且蒸发时,袋填充有二氧化碳。在该方法中,不需要气瓶54。在这种情况下,设备50可以进一步降低成本。
在空心球58的内部压力利用具有固定形状的容器比如压力容器4等增大的情况下,当在容器内的气体进入各个空心球58时,在容器内的气体的压力减小。该导致气体进入各个空心球58的速度减小。在图3所示的方法中,当在容纳袋52内的气体被各个空心球58吸收时,容纳袋52被外部大气压力按压并且变形,并且容纳袋52的容积减小直到在袋52内的压力变为等于大气压力。即,除非容纳袋52填充的全部气体进入空心球58的内部,否则在袋内的气体的压力保持在等于大气压力的1kgf/cm2。在图3所示的方法中,气体进入空心球58的速度能够减小而无需从外部再次供应气体。
当内部压力最低时,放置在大气中的空心球58的内部压力减小到大气压力。当正使用时,大部分当前使用的空心球58比如常规网球的内部压力等于或低于2倍的大气压力。因此,提供利用填充有气体从而使其内部压力等于大气压力的容纳袋52,增大其内部压力已经减小到大气压力的空心球58的内部压力到2倍大气压力的方法是有用的。
为了使各个空心球58的内部压力加倍,在空心球58内的气体的量(摩尔量)需要加倍。这意味着二氧化碳气体放入空心球58的量等于在空心球58内的气体的量。因此,容纳袋52填充的气体的摩尔量优选大于或等于在容纳袋52内储存的所有空心球58内的气体的摩尔量的总和。因为在各个空心球58内的气体的温度等于在容纳袋52内的气体的温度并且如上所述其压力是相同的并且等于大气压力,在各个空心球58内的气体的摩尔量与在容纳袋52内的气体的摩尔量的比值等于这些气体的体积比。因此,容纳袋52填充的气体的体积Vg与放入容纳部的所有空心球58的总容积Vb(在空心球58内的空间体积)的比值(Vg/Vb)优选等于或大于1.0。当容纳袋52填充气体直到比值(Vg/Vb)变为大于或等于1.0时,其内部压力已经减小到大气压力的空心球58的内部压力可以大气压力的2倍,而无需在中途供应气体。在该方法中,不需要在中途供应气体的操作。
各个常规网球58典型地具有球58的体积的0.5倍的容积。换句话说,其量为常规网球58的体积的0.5倍的气体需要加倍常规网球58的内部压力。因此,上述条件可以改述为“比值(VC/Vt)优选大于或等于1.5,该比值(VC/Vt)为在常规网球58放入容纳袋52中并且容纳袋52填充气体之后容纳袋52的容积VC与放入容纳部的所有常规网球58的总体积Vt的比值”。通过将常规网球58和气体放入容纳袋52中从而使得比值(VC/Vt)等于或大于1.5,使用者能够在中途不供应气体的情况下,将其内部压力已经减小到大气压力的常规网球58的内部压力增大到大气压力的2倍的压力。
在本方法中,在容纳袋52的内部压力与在容纳袋52填充气体之后的大气压力之间的差优选等于或低于0.1kgf/cm2。对于设定在其与大气压力的差等于或低于0.1kgf/cm2的内部压力的容纳袋52,树脂组合物能用作容纳袋52的材料。容纳袋52成本低且重量轻。另外,与橡胶相比,该袋对于氮气、氧气和二氧化碳气体的渗透系数可忽视。因此,不需要考虑气体从该袋出来的效果。考虑到卓越的耐久性、成本低和重量轻,并且具有足够低的渗透系数,树脂组合物的基础树脂的主要成分优选聚酰胺。出于这样的考虑,树脂组合物的基础树脂的主要成分可以为聚乙烯。
通过增大容纳袋52中的温度,气体进入各个空心球58的速度可以增大。从气体的渗透系数增加以提高空心球58的内部压力增大的速度的角度看,在容纳袋52内的温度优选等于或高于35℃。从保持大量用作空心球58的外壳的材料的天然橡胶的质量的角度看,在容纳袋52内的温度优选等于或低于60℃。
软网球包括阀门。该球的内部压力通过用气泵经由阀门供应空气而恢复。然而,阀门比包围阀门的橡胶更硬,因此可能在使用中损坏。阀门损害球的耐久性。另外,如果当用球拍击球时阀门被球拍击打,则击球变得不稳定。更进一步,需要逐一将空气供应到球内,因此需要花费很多时间和努力以恢复球的内部压力。
当利用本方法恢复内部压力时,软网球不需要具有阀门。因此,能够实现不具有阀门的软网球。不具有阀门的软网球的耐久性极好。当使用球时,球拍不会击打阀门。另外,如果使用本方法,当把多个球放入容纳部时,能够同时恢复这些球的内部压力。该方法不需要时间和力气。
根据本发明的用于增大空心球的内部压力的方法的效果已经在以上三种类型实施例中描述。本发明的实施例不受限于所述的三种类型。例如,选什么作为容纳部,用什么方法排出在容器内的空气,是否排出空气,以及在球放入容纳部后在容纳部内的内部压力设定为什么压力,能够根据本方法的使用目的视情况确定和进行组合。例如,在网球学院每半天使用球的情况,仅在授课时间后学院的俱乐部活动中使用球的情况,或普通家庭仅在节假日使用球的情况,能够实现合适的实施例。根据本发明,在任何实施例中,与传统方法相比,空心球的内部压力能够在明显短的时间内容易地增大。由于上述,本发明的优点明显。
图4是根据本发明的实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的容纳容器70的立体图。在图4中,箭头X表示向右方向,相反的方向为向左方向。箭头Y表示向上方向,相反的方向为向下方向。容纳容器70包括主体70和开/关工具74。
主体70具有箱形形状。主体70在其中存储空心球。主体70包括进气端口76和排气端口78,该进气端口用于将气体供给到其中,该排气端口用于将气体从其内部排出。进气端口76设置在主体70的侧表面的下侧。进气端口76设置有盖80。进气端口76能够由盖80闭合。排气端口78设置在主体70的上表面上。排气端口78设置有盖82。排气端口78能够由盖82闭合。
开/关工具74位于主体70的前表面上。开/关工具74是密封紧固件。密封紧固件74沿着主体70的前表面的右侧、下侧和左侧延伸。通过打开密封紧固件74,主体70的前表面能够打开。经由该开口,空心球能够被放入和取出。通过闭合密封紧固件74,主体70进入密封状态。
为了利用容纳容器70增大空心球的内部压力,密封紧固件74打开,并且空心球经由该开口被放入主体70。接下来,密封紧固件74闭合。在进气端口76的盖80和排气端口78的盖82打开的状态下,与氧气和氮气相比较相对于各个空心球的外壳具有更好渗透性的气体经由进气端口76供给到容纳容器70的内部。已经存在于主体70内的空气被气体推动以经由排气端口78排出。在容纳容器70填充气体之后,进气端口76和排气端口78闭合。在容纳容器70内的压力等于外部大气压力。空心球在该状态下放置一定的时间段。气体进入空心球,从而空心球的内部压力增大。
在空心球的内部压力利用容纳容器70增加的情况下,在容纳容器70内的空气通过供给的气体排出。当空心球的内部压力利用容器增加时,不需要排出在容器内的空气的处理。另外,在容纳容器70内的压力等于大气压力。因此,容纳容器70能够由低成本的材料制成。在该方法中,空心球的内部压力能够用低成本的设备增大。
如上所述,在图4的容纳容器70中,进气端口76位于主体70的侧表面的下侧,并且排气端口78位于主体70的上表面。排气端口78位于进气端口76的上方。在容纳容器70填充比空气重的气体的情况下,比如二氧化碳,则如上所述排气端口78优选位于进气端口76的上方。因为排气端口78位于进气端口76的上方,所以填充的气体能够有效地将空气推出容器。
在图4中,双向箭头Hi表示从主体70的下端到进气端口76的中心的竖直高度。双向箭头H表示主体70的高度。高度Hi与高度H的比值(Hi/H)优选小于或等于10%。当比值(Hi/H)小于或等于10%时,供给的气体能够将已经存在于主体70内的空气有效地推出。
虽然未显示,但是从主体70的下端到排气端口78的中心的竖直高度用符号Ho表示。在图4的容纳容器70中,高度Ho等于高度H。高度Ho与高度H的比值(Ho/H)优选大于或等于90%。当比值(Ho/H)大于或等于90%时,已经存在于主体70内的空气经由排气端口78有效地排出。
在容纳容器70中,主体70优选由树脂组合物制成。包含由树脂组合物制成的主体70的容纳容器70成本低并且重量轻。树脂组合物的主体70对于氮气、氧气和二氧化碳气体的渗透系数与橡胶相比可忽略不计。容器保持密封。考虑到耐久性好、成本低和重量轻,并且具有足够低的渗透系数,树脂组合物的基础树脂的主要成分优选尼龙。出于这样的考虑,树脂组合物的基础树脂的主要成分可以为聚乙烯。
开/关工具74不受限于密封紧固件74。开/关工具可以为拉链密封。只要工具能够打开/闭合并且保持密封,可以使用另一类型的开/关工具。
图4中容纳容器70包含一个进气端口76和一个排气端口78。容纳容器70可以包含两个及以上的进气端口76或两个及以上的排气端口78。在这种情况下,在容纳容器70内的空气能够有效地排出或容纳容器70能够有效地填充气体。
进气端口76和排气端口78之间的距离优选尽可能长。因此,能够防止经由进气端口76注入的气体直接经由排气端口78泄漏。因此,能够有效地填充气体。
图5是根据本发明的另一个实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的容纳容器84的立体图。容纳容器84包含主体86、开/关工具88、软管90和框架92。
主体86具有箱形形状。主体86在其中存储空心球。主体86包括进气端口94和排气端口96,该进气端口用于将气体供给到其中,该排气端口用于将气体从其内部排出。进气端口94和排气端口96设置在主体86的上表面上。进气端口94设置有阀门98和盖100。气瓶的供给管连接到阀门98。另外,进气端口94能够通过用盖100覆盖阀门98闭合。排气端口96设置有盖102。排气端口96能够由盖102闭合。
开/关工具88位于主体86的前表面上。开/关工具88是密封紧固件。密封紧固件88在主体86的前表面的中心竖直地延伸。通过打开密封紧固件88,主体86的前表面能够打开。经由该开口,空心球能够被放入和取出。通过闭合密封紧固件88,主体86进入密封状态。
软管90位于主体86内。软管90安装到主体86。软管90的第一端的开口与进气端口94重叠。经由进气端口94供给的气体穿过软管90以填充主体86。软管90的第二端104位于排气端口96的下方。
框架92位于主体86内。框架92支撑主体86。另外,框架92可以是用于放置包含空心球的篮的支架。框架92典型地由塑料或金属制成。
为了利用容纳容器84增大空心球的内部压力,密封紧固件88打开,并且空心球经由该开口被放入主体86。接下来,密封紧固件88闭合。如图6所示,气瓶106连接到进气端口94的阀门98。在进气端口94的阀门98和排气端口96的盖100打开的状态下,与氧气和氮气相比较相对于各个空心球的外壳具有更好渗透性的气体经由进气端口94供给到容纳容器84的内部。经由进气端口94供给的气体穿过软管90以填充主体86。已经存在于主体86内的空气被气体推动以经由排气端口96排出。在容纳容器84填充气体之后,进气端口94和排气端口96闭合。在容纳容器84内的压力等于外部大气压力。空心球在该状态下放置一定的时间段。气体进入空心球,从而空心球的内部压力增大。
在空心球的内部压力利用容纳容器84增加的情况下,在容纳容器84内的空气通过供给的气体排出。当空心球的内部压力利用容器增加时,不需要排出在容器内的空气的处理。另外,在容纳容器84内的压力等于大气压力。因此,容纳容器84能够由低成本的材料制成。在该方法中,空心球的内部压力能够用低成本的设备增大。
如上所述,在图5的容纳容器84中,软管90的第二端104位于排气端口96的下方。因此,在容纳容器84填充比空气重的气体的情况下,比如二氧化碳时,则供给的气体可以有效地将空气推出容器。在容纳容器84中,进气端口94可以位于排气端口96的上方。进气端口94可以位于主体86中的任何位置。在该容器中,进气端口94可以位于使用者容易使用进气端口94的位置。
在图6中,双向箭头Hh表示从主体86的下端到软管90的第二端104的竖直高度。双向箭头H表示主体86的高度。高度Hh与高度H的比值(Hh/H)优选小于或等于10%。当比值(Hh/H)小于或等于10%时,吸入的气体能够将已经存在于主体86内的空气有效地推出。
容纳容器84在其中包含框架92。框架92增强主体86。即使在主体86由柔性树脂组合物制成的情况下,容纳容器84也可以稳定地放置。另外,框架92能用作用于存储包含空心球的篮的支架。这使得易于放入和拿出空心球。
图7是显示使用根据本发明的再一个实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的容纳容器110的概图。容纳容器110的进气端口112位于容纳容器110的上表面。容器不包含软管。在该容器中,进气端口112的内径大于气瓶114的管116的外径。供给气体的气瓶的导管116经由进气端口112插入主体118的内部。管116的前端位于排气端口的下方。因此,在容纳容器110填充比空气重的气体的情况下,比如二氧化碳,则填充的气体可以有效地将空气推出容器。
图8是根据本发明的再一个实施例的用于增大空心球的内部压力的方法的容纳容器130的立体图。容纳容器130包括主体132和开/关工具134。
主体132具有箱形形状。主体132在其中存储空心球。主体132包括在其中的进气端口136和排气端口138,该进气端口用于将气体供给到其中,该排气端口用于将气体从其内部排出。进气端口136和排气端口138设置在主体132的上表面上。进气端口136设置有盖137。进气端口136能够由盖137闭合。排气端口138设置有盖139。排气端口138能够由盖139闭合。
开/关工具134位于主体132的前表面、两个侧表面和后表面上。开/关工具134绕着主体132在前表面、两个侧表面和后表面的上侧延伸。开/关工具134是密封紧固件134。如图9所示,主体132的整个上侧可以通过打开密封紧固件134打开。经由该开口,空心球能够被放入和取出。通过闭合密封紧固件134,主体132进入密封状态。
为了利用容纳容器130增大空心球的内部压力,密封紧固件134打开,并且空心球经由该开口被放入主体132。接下来,密封紧固件134闭合。在进气端口136的盖140和排气端口138的盖139打开的状态下,与氧气和氮气相比较相对于各个空心球的外壳具有更好渗透性的气体经由进气端口136供给到容纳容器130的内部。已经存在于主体132内的空气被气体推动以经由排气端口138排出。在容纳容器130填充气体之后,进气端口136和排气端口138闭合。空心球在该状态下放置一定的时间段。气体进入空心球,从而空心球的内部压力增大。
容纳容器130可以包含在主体132内的软管。换句话说,气瓶的管可以经由进气端口136插入容纳容器130的内部。
如上所述,在容纳容器130中,主体132的整个上侧可以打开。这使得易于放入和取出空心球136。使用者可以将包含空心球136的篮138的全部直接放入容器160。这大大地减少放入和取出空心球136的时间和精力。
进气端口136和排气端口138之间的距离优选尽可能长。因此,能够防止经由进气端口136注入的气体直接经由排气端口138泄漏。因此,能够有效地填充气体。
图10是根据本发明的实施例的用于增大空心球的内部压力的压力容器140的前视图。在图10中,箭头X表示向右方向,相反的方向为向左方向。箭头Y表示向上方向,相反的方向为向下方向。垂直于纸面的方向为前后方向。图11是压力容器140的右视图,图12是压力容器140的平面图。在图12中,箭头Z表示向前方向,相反的方向为向后方向。压力容器140包含:容纳部142,该容纳部容纳空心球;和加热器144,该加热器对容纳部142加热。容纳部142包含主干部146、盖部148、夹具150、进气端口152、排气端口154、温度计156和压力计158。
主干部146为具有底部160的圆筒形形状。主干部146的底部160被弄圆以便向下凸出。虽然未显示,但是主干部146在其上部分包含输入端口,该输入端口用于经由其放入空心球。放入的空心球存储在主干部146内。
盖部148放在主干部146上。盖部148的上部分被弄圆以便向上凸出。盖部148的外径等于主干部146的外径。当盖部148放在主干部146上时,盖部148闭合主干部146的输入端口。
夹具150位于主干部146和盖部148之间的边界。夹具150绕着主干部146和盖部148延伸。夹具150包含圆弧部分162、螺栓164和螺母166。如图12所示,圆弧部分162具有圆弧形状,该圆弧形状在前面开口并且接近于圆形。圆弧的两个端部168向前弯曲。
图13显示沿图12中线XIII-XIII的截面的一部分。如图所示,圆弧部分162具有实质上U形的截面。主干部146的上端和盖部148的下端向外弯曲并且彼此重叠。圆弧部分162适配到重叠部分。如图12所示,螺栓164插入通过圆弧部分162的两个端部168。螺栓164进一步插入通过螺母166。圆弧部分162利用螺栓164和螺母166坚固地拧紧主干部146和盖部148。因此,主干部146牢牢附着于盖部148。主干部146和盖部148牢牢附着于圆弧部分162。在压力容器140内的气体不会从主干部146和盖部148之间渗漏到外部。压力容器140保持密封。
进气端口152设置到盖部148。进气端口152由能够开/关的阀门组成。通过将气瓶连接到阀门并且打开阀门,气体被供给到容纳部142的内部。
排气端口154设置到盖部148。进气端口152由能够开/关的阀门组成。通过打开该阀门,气体从容纳部142释放。同样当在压力容器140内的压力变得过高时,气体经由排气端口154排出。
温度计156位于盖部148上。温度计156监控压力容器140内的温度。
压力计158位于盖部148上。压力计158监控压力容器140内的压力。
加热器144绕着主干部146缠绕。加热器144是橡胶加热器。加热器144安装在容纳部142的外侧上。加热器144从容纳部142的外部对容纳部142的内部加热。虽然未显示,但是加热器144包含用于温度调节的旋钮。因此,容纳部142内的温度被调节到期望值。
为了利用压力容器140增大空心球的内部压力,首先,空心球经由主干部146的输入端口放入主干部146。盖部148放在主干部146上。夹具150安装到主干部146和盖部148之间的边界,并且拧紧夹具150的螺栓164。因此,压力容器140进入密封状态。在压力容器140内的空气经由压力容器140的排气端口154排出。与氧气和氮气相比较相对于各个空心球的外壳具有更好渗透性的气体经由进气端口152供给到压力容器140的内部。供给气体直到在压力容器140内的压力到达预定值。加热器144运转。因此,压力容器140被加热到预定温度。空心球在该状态下放置一定的时间段。气体进入空心球,从而空心球的内部压力增大。
如上所述,在50℃下氮气、氧气和二氧化碳气体中的每一个对于天然橡胶的渗透系数是在25℃下其渗透系数的2倍至3倍。压力容器140包含加热器144。因此,在压力容器140内的温度可以容易地增大。在二氧化碳用作填充压力容器140的气体的情况下,通过将压力容器140内的温度从25℃增大到50℃,气体进入各个空心球的速度实质上增大2.2倍。利用压力容器140,空心球的内部压力可以在更短的时间内容易地增大。
加热器可以不是安装在容纳部142的外部上的类型。加热器可以是安装在容纳部142内的类型。例如,作为热源的口袋加热器可以设置在容纳部142内。在这种情况下,隔板优选设置成防止热源直接接触空心球。
主干部146和盖部148中的每一个都优选由金属制成。其中主干部146和盖部148都是金属的压力容器140,具有良好的耐热性。该容器即使被加热器144加热时也不会损坏。更进一步,压力容器140具有良好的加压阻力。当采用容器时,能够使得在容器内的压力高于大气的压力。利用该容器,空心球的内部压力可以是进一步有效地增大。出于这样的考虑,优选的金属的实例包括铝合金。容器可以由不锈钢制成。
图10中的压力容器140包含一个进气端口152和一个排气端口154。压力容器140可以包含两个及以上的进气端口152或两个及以上的排气端口154。在这种情况下,在压力容器140内的空气能够有效地排出或压力容器140能够有效地填充气体。
实例:
以下利用实例显示本发明的效果,但是本发明不受限于这些实例的说明。
实例1:
在实例1中,准备图1所示的设备,并且用如表1所示的规范执行用于增大空心球的内部压力的方法。表中的球的类型,“常规TB”指采用常规网球。二氧化碳用作要被填充的气体。测量球内部压力作为与大气压力的差。采用的常规网球具有减小到大气压力的内部压力。因此,在大气压力和内部压力之间的差为0.0kgf/cm2。网球的外壳由天然橡胶制成。把这些球放入由不锈钢制成的压力容器。在表中,排气操作的单元中的“真空”表示在填充二氧化碳之前,在压力容器内的空气利用真空泵排出。因此,在压力容器内的空气的分压为-1.0kgf/cm2作为与大气压力的差。填充二氧化碳直到二氧化碳的压力到达等于大气压力的压力。因此,在二氧化碳的压力和大气压力之间的差为0.0kgf/cm2。在压力容器内的温度设定为25℃。在该表中,“容器重量”表示每放入一个球的容器的重量。在该表中,在CO2供给次数为“1”指在起始填充二氧化碳之后,没有再次供给二氧化碳。
实例2和3:
除了填充二氧化碳的压力如表2所示,实例2和3与实例1相同。
比较例1:
除了填充的气体为空气,比较例1与实例3相同。
实例4:
除了在压力容器内的空气没有排出,二氧化碳和空气的气体混合物用作填充的气体,并且在大气压力与在填充气体之后压力容器内的空气的分压之间的差如表3所示,实例4与实例1相同。
实例5和6:
除了在压力容器内的温度如表3所示,实例5和6与实例1相同。
实例7:
除比值(Vg/Vb)如表3所示并且二氧化碳在中途再次供给,实例7与实例1相同。在该表中,CO2供给次数为“2”指,在起始填充二氧化碳之后,二氧化碳气体在中途再次供给直到二氧化碳的压力到达等于大气压力的压力。
实例8:
在表4中,在排气操作的单元中的“推出”表示没有执行用真空泵的排气,并且空气通过放入二氧化碳气体推出。除排气操作是推出,实例8与实例1相同。
实例9:
除了比值(Vg/Vb)如表4所示并且二氧化碳气体在中途再次供给直到二氧化碳的压力到达等于大气压力的压力,实例9与实例8相同。
实例10:
在实例10中,准备图2所示的设备,并且用如表4所示的规范执行用于增大空心球的内部压力的方法。在该表的容器,“PET”表示存储容器由聚对苯二甲酸乙二酯制成。排气操作经由“推出”执行。填充二氧化碳气体以致在压力容器内的二氧化碳的分压和大气压力之间的差为0.9kgf/cm2。
实例11:
在实例11中,准备图3所示的设备,并且用如表5所示的规范执行用于增大空心球的内部压力的方法。在该表的容器,“尼龙”表示容纳袋由尼龙制成。在该排气操作,“真空吸尘器”表示在球放入容纳袋之后,在袋内的空气通过真空吸尘器排出。填充二氧化碳直到二氧化碳的压力到达等于大气压力的压力。因此,在压力容器内的二氧化碳的分压和大气压力之间的差为0.0kgf/cm2。
实例12:
除了比值(Vg/Vb)如表5所示并且在中途供应二氧化碳气体直到二氧化碳的体积到达容积Vg,实例12与实例11相同。
实例13:
除容纳袋的材料为聚乙烯,实例13与实例12相同。
实例14:
除软网球的内部压力增大,实例14与实例12相同。在表中球的类型,“软TB”指采用软网球。
内部压力增大速度的评价:
在容纳部通过每个实例所示方法填充气体之后,球在容纳部内放置24个小时。在实例7、9、12、13和14中,二氧化碳气体在12小时以后再次供给。然后,从容纳部中取出球,并且测量其内部压力。在该内部压力和填充气体之前的内部压力之间的差如表2至5中内部压力增加速度所示。
[表2]
表2 评价结果
[表3]
表3 评价结果
[表4]
表4 评价结果
[表5]
表5 评价结果
如表2至5所示,在各个实例中用于增大球的内部压力的方法中,与在各个比较例中用于增大球的内部压力的方法相比,球的内部压力以非常快的速度恢复。根据评价的结果,本发明的优势明显。
工业实用性:
上述方法能用于增大各种空心球的内部压力。
符号说明:
2、30、50 用于增大空心球的内部压力的方法的设备
4、140 压力容器
6 真空泵
10、34、54、106、114 气瓶
12 排气管
14、38、56 进气管
16、40 供给管
18、42、58、136 球
20、44、72、86、118、132 主体
22、46、148 盖部
24、60 输入端口
26、28、48 孔
32 存储容器
52 容纳袋
62 拉链
76、94、112、136、152 进气端口
84、78、96、120、138、154 排气端口
70、84、110、130 容纳容器
74、88、134 开/关工具(密封紧固件)
80、82、100、102、137、139 盖
90 软管
92 框架
98 阀门
104 第二端
116 管
138 篮
142 容纳部
144 加热器
146 主干部
150 夹具
156 温度计
158 压力计
160 底部
162 圆弧部分
164 螺栓
166 螺母
168 端部
Claims (13)
1.一种用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将包括外壳和由所述外壳包围的空间的空心球放入容纳部中,所述容纳部是由树脂组合物形成的袋,该袋通过来自外部或内部的压力而可变形;
(2)用气体填充所述容纳部,与氧气和氮气相比,所述气体相对于所述外壳具有更好的渗透性;和
(3)使所述气体穿过所述外壳,
紧接着所述步骤(2)结束之后,所述容纳部的内部压力和大气压力之间的差等于或低于0.1kgf/cm2。
2.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,
所述外壳包含天然橡胶;
在所述步骤(2)中,所述容纳部填充有在25℃下对于所述天然橡胶的渗透系数为20×10-17m4/(N·S)的气体。
3.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,所述容纳部填充有二氧化碳气体或二氧化碳气体和空气的气体混合物。
4.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,在所述步骤(1)和(2)之间,进一步包括排出所述容纳部内的空气的步骤(4)。
5.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,所述容纳部内的温度不低于35℃且不高于60℃。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,紧接着所述步骤(2)结束之后,所述容纳部内的空气的分压高于所述大气压力。
7.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,所述树脂组合物的基树脂的主要成分为尼龙。
8.如权利要求1所述的用于增大空心球的内部压力的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中填充所述容纳部的所述气体的体积Vg与在所述步骤(1)中放入所述容纳部的所有空心球的总容积Vb的比值Vg/Vb等于或大于1.0。
9.一种用于增大空心球的内部压力的设备,其特征在于,所述设备用于如权利要求1~8中任一项所述的用于增大空心球的内部压力的方法,所述设备包括:
容纳部,包含外壳和由所述外壳包围的空间的空心球能够放入所述容纳部中;和
供给部分,所述供给部分被构造成将气体供给到所述容纳部;其中
与氧气和氮气相比,所述气体相对于所述外壳具有更好的渗透性。
10.一种软网球,其特征在于,所述软网球是通过如权利要求1~8中任一项所述的用于增大空心球的内部压力的方法而增大了内部压力的不包括阀门的空心球。
11.一种用于空心球的容纳容器,其特征在于,所述容纳容器用于如权利要求1~8中任一项所述的用于增大空心球的内部压力的方法,所述容纳容器包括:
主体;和
开/关工具,所述开/关工具安装到所述主体;其中
所述主体中包括进气端口和排气端口,所述进气端口用于将气体供给到所述主体的内部,所述排气端口用于将气体从所述主体的内部排出;
所述主体的一部分能够利用所述开/关工具打开/闭合;
当所述主体的所述一部分打开时,空心球能够经由所述一部分的开口放入和取出;并且
当所述主体的所述一部分闭合时,所述主体进入密封状态。
12.如权利要求11所述的容纳容器,其特征在于,所述主体由尼龙构成。
13.如权利要求11所述的容纳容器,其特征在于,所述开/关工具为密封紧固件。
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