CN106462110A - 半渗透关闭装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式物体，该便携式物体包括形成壳腔的壳体(2)，在所述壳腔中设置有需要空气操作的装置(6)，其特征在于，所述壳体包括至少一个第一开口(102、202、302、402)，所述便携式物体还包括关闭装置(12)。

Description

半渗透关闭装置

技术领域

本发明涉及一种包括形成壳腔的壳体的便携式物体，在所述壳腔内设置有需要空气操作的装置。

背景技术

存在已知的便携式物体，例如手表或移动电话装置或触摸式平板电脑，其被考虑为防水的以允许在水环境中使用。为此，所述便携式物体设置有大量垫片或胶粘剂以确保对气体和液体两者的几乎完美的抗渗性。在钟表制造中，通常使用垫片以在两个活动部件例如上条按钮与上条柄轴之间或两个固定部件例如表壳背面与表壳中间件之间提供密封。这些垫片通常不是完全不透气体，而且透气性保持得非常低。主要是由很小的分子形成或在垫片中高度可溶的气体具有显著的渗透性。

然而，存在这种对气体的高抗渗性是缺点的应用。事实上，在高度计型应用中或在使用锌空气电源的情况下，必须允许空气在便携式物体的、在其中设置高度计装置和/或锌空气电源的壳体与便携式物体的外部之间流动。

虽然存在此类物体，但有必要维持所述装置的抗渗性。

还已知使用由材料制成的隔膜。已知该材料是多孔的，即它具有大量气孔，这些气孔具有使得它在阻挡液体的同时允许气体通过的小尺寸。

然而，该材料存在缺陷。事实上，由型材料制成的隔膜将仅具有15至40m的有限深度的防水能力。超过该深度的话，水珠在压力下收缩，于是允许水从气孔通过，从而使材料是可渗透的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过提供一种便携式物体来弥补现有技术的缺陷，所述便携式物体包括半渗透装置，即其允许气体通过但不允许液体通过。

为此，本发明涉及一种便携式物体，其包括形成壳腔或空腔的壳体，在所述壳腔或空腔中设置有需要空气操作的装置，其特征在于，所述壳体包括至少一个第一开口，所述便携式物体还包括设置有阀系统的关闭装置，所述阀系统设置成具有其中所述孔口打开并允许空气通过的第一打开位置以及其中所述孔口关闭以使得便携式物体不透气体和液体的第二关闭位置。

在第一有利实施例中，所述需要空气操作的装置是锌空气电池。

在第二有利实施例中，所述需要空气操作的装置是高度计。

在第三有利实施例中，阀系统包括安装成通过致动器移动的阀，所述致动器在其自由端处包括臂，阀固定在该臂上。

在第四有利实施例中，致动器在平移运动中移动所述阀。

在第五有利实施例中，致动器由设置在便携式物体中的电子系统控制。

在另一有利实施例中，阀系统包括安装成通过杆状件移动的阀，所述杆状件安装成在基部元件上枢转，所述阀安装在杆状件的第一端处。

在另一有利实施例中，阀系统还包括第二开口，在该第二开口中设置有按键，所述按键固定在杆状件的第二端上，使得沿一个方向作用在按键上使阀沿反方向移动。

在另一有利实施例中，阀包括圆形的基部，自由端固定在所述杆状件上的阀杆从该基部延伸，所述基部与所述壳体相接触以使将其封闭。

在另一有利实施例中，第一开口包括具有直径较小的截面的凹进区域，所述基部与所述凹进区域相接触以封闭所述壳体。

在另一有利实施例中，阀采取终止于锥体中的柱体的形式，第一开口具有相似形状，使得阀可插入到所述第一开口中。

在另一有利实施例中，关闭装置还包括半渗透隔膜，该半渗透隔膜包括多孔支承件，可渗透气体且不可渗透液体的膜固定在该支承件上，所述膜的厚度能够改变便携式物体的内部和外部之间的气体平衡的时间常数。

附图说明

根据本发明的装置的目的、优点和特征将在以下对仅通过非限制性的示例的方式给出并通过附图示出的本发明的至少一个实施例的详细描述中更清楚地显现，在附图中：

-图1是根据本发明的便携式物体的示意图。

-图2是根据本发明的便携式物体的第一实施例的第一变型的示意图。

-图3、4和10是根据本发明的便携式物体的第一实施例的第二变型的示意图。

-图5是根据本发明的便携式物体的第二实施例的第一变型的示意图。

-图6是根据本发明的便携式物体的第二实施例的第一变型的示意图。

-图7和8是根据本发明的便携式物体的第二实施例的第二变型的示意图。

-图9是根据本发明的便携式物体的第一和第二实施例的一个变型的示意图。

具体实施方式

根据本发明的便携式物体1在图1至8中示出。该便携式物体1可呈钟表或移动电话或智能电话或触摸式平板电脑的形式。

便携式物体1包括形成壳腔或空腔的壳体2，在所述壳腔或空腔的内部设置有需要空气操作的装置4。

在图1至4中所见的第一实施例中，需要空气操作的装置4是电池6。该电池例如属于锌空气类型，即它使用空气中的氧来使形成其的金属氧化并供给电力。这种锌空气电池必须被供给以氧以继续工作。然而，对空气、特别是对水蒸气的渗透性一定不能过大，否则电池将干涸或溢水并损失性能。

该电池用于操作与显示装置10相关的电子系统8。电子系统8还可包括控制装置和/或通信装置。

有利地，根据本发明，该便携式物体还设置有能够在确保便携式物体不透液体的同时为电池供给空气的关闭装置12。关闭装置12因而能够允许所述便携式物体浸渍到100m以上且高达200m的深度。

在图2所示的第一实施例中，便携式物体的壳体2设置成包括第一开口或孔口102和位于壳体背面中的第二开口104。第一开口102和第二开口104优选呈圆形。关闭装置12于是呈阀系统100的形式。该阀系统100包括安装成通过枢转柄轴106c在基部元件108上枢转的杆状件106。基部元件设置在壳体2的内侧2a。杆状件106具有第一端106a和第二端106b。

第一端106a设置成与按键110配合。按键110将插入第二开口104中，第一开口102是允许空气进入的开口。该按键110是截面与第二开口104的截面相同以便形成柱形部分的部分。形成该按键的柱形部分包括可从便携式物体的外部看到的外侧端部110a，和内侧端部110b。按键110的该内侧端部110b通过沟槽110c与杆状件106联接成使得按键的运动引起所述杆状件翻转。

可假设按键的截面不是恒定的。事实上，第二开口104可具有使得直径减小的凹进直径104a。该凹进直径104a产生防止按键110被推入壳体2内的止挡部件。

在杆状件的第二端上，设置有阀112。该阀112呈圆形的基部114的形式，自由端固定在杆状件106上的阀杆116从该基部114延伸出。阀112因此用于关闭第一开口102。

第一开口102可具有凹进区域102a，该凹进区域具有直径较小的截面。该凹进区域102a用于与阀112配合以开启或关闭所述开口102。

事实上，阀112与杆状件106一体形成，使得杆状件106相对于其枢转柄轴106c的翻转引起阀112相对于凹进区域102a的位置的变化。因此，当按键被推入壳体2内时，杆状件在其枢转柄轴106c上翻转。阀112然后沿反方向移动。在该具体情况下，阀112远离凹进区域102a移动，从而允许空气进入壳体2。

当朝壳体2的外部拉动按键110时，杆状件106在其枢转柄轴106c上翻转。阀112然后沿反方向移动，在当前情形中移动靠近凹进区域102a。凹进区域102a与阀112之间发生接触，以阻挡空气并防止其进入壳体2。按键110可在其外侧端部110a处设置有沟槽110d以有利于所述按键110的抓握。可假设，当按键110处于被压入位置以允许阀112打开时，所述按键110从壳体22突出以有利于其抓握。

阀112因此设置成具有其中所述开口打开并允许空气通过的第一打开位置以及其中所述开口关闭以使得便携式物体不渗透气体和液体的第二关闭位置。

巧妙地，可假设阀系统100在与水环境接触的情况下自动关闭。事实上，当阀112处于打开位置时，空气进入壳体内。然而，如果使用者突然潜入水环境中或忘记按键处于按下位置，则水可能灌入壳体2内并导致损坏。因此，杆状件106由具有柔性特性的材料制成。该特性意味着，当便携式物体1浸渍在水环境中时，存在施加在杆状件106上的水压。该压力引起杆状件106的变形和因此将被挤压在凹进区域上的阀112的移位。第一开口102然后将关闭并使便携式物体1不可渗透。

在另一变型中，可假设将垫片118安放在凹进区域102a上。该垫片118插入阀112的基部114与凹进区域102a之间并提供更好的对液体的抗渗性。

在另一变型中，在壳体2的下表面2a上设置有止挡部件120。该止挡部件120用于限制阀112的行程。

在另一变型中，可假设将阀系统100设置成使得在按键上的按压引起阀112关闭，而拉起按键引起所述阀112打开。

在第二变型中，便携式物体的壳体2设置成包括位于壳体背面中的第一开口或孔口202，从而允许大量空气通过。关闭装置12于是呈由致动器控制的阀系统200的形式。该阀系统200包括通过臂206与阀208连接的致动器204。该致动器由整合在电子系统8中的微控制器控制，电子系统8可自动控制致动器204或经由控制装置传输来自用户的手动指令。致动器204然后通过使阀208平移以关闭或打开所述第一开口202而作用在阀208上。阀200因此设置成具有其中所述开口打开并允许空气通过的第一打开位置以及其中所述开口关闭以使得便携式物体不渗透气体和液体的第二关闭位置。

在图3中所见的第一替换方案中，该阀呈圆形的基部210的形式，自由端固定在臂206上的阀杆212从该基部210延伸出并因此与致动器204连接。第一开口202于是具有凹进区域202a，该凹进区域具有直径较小的截面。该凹进区域202a用于与阀208配合以打开或关闭所述开口202。

事实上，当使用者或微控制器决定电池需要空气时，指令发送到致动器。该指令命令致动器204作用在阀208上以允许自由的进气口。致动器204然后开始操作以借助臂206使阀202移动。如果电池需要空气，则阀208远离凹进区域202a移动。

当使用者或微控制器决定电池具有充足的空气或它需要与外部环境隔离时，指令发送到致动器204。该指令命令致动器204作用在阀208上以关闭进气口。致动器204然后开始操作以借助臂206使阀202移动。这种情况下，阀208移动成与凹进区域202a接触以阻塞进气口。

在该第一替换方案的变型中，可假设将垫片214安放在凹进区域202a上。该垫片214插入阀208的基部210与凹进区域202a之间并提供更好的对液体的抗渗性。

在图4中所见的第二替换方案中，阀208成形为像贝壳216，即形式为终止于锥体中的柱体。第一开口202也呈贝壳形，使得阀208可插入开口202内。由于阀208和开口202具有相似形状，所以阀208搁靠在开口的锥形部分上，从而提供提高的关闭效率。

因此，第一开口202由阀208利用摩擦关闭。事实上，当使用者或微控制器决定电池具有充足的空气或它需要与外部环境隔离时，指令发送到致动器204。该指令命令致动器204作用在阀208上以关闭进气口。致动器204然后开始操作以借助所述臂使阀移动。由于阀和第一开口具有相似形状，所以阀配合在开口内。将阀配合在开口内引起开口的关闭。

在第一和第二替换方案中，可以克服壳体2在不适合的环境中意外打开的问题。事实上，可能发生误操作或微控制器可能检测到缺氧并试图打开壳体2。因此，为了避免此问题，致动器204将被尺寸确定成使得，当明显的压力施加在所述阀208上时，致动器204为了打开第一开口202而施加的力不足。因此，如果微控制器试图打开阀208，则通过水施加的压力使得阀208不可能由致动器204移动。

当然，该阀也可设置成位于在其中形成了开口202的凹进区域202a的一侧或另一侧。阀这样设置在凹进区域的一侧或另一侧限定出打开或关闭开口202所需的平移运动。因此，如果阀202设置在壳体的外壁上，如图3中所见，则倾向于缩短臂、即减小阀与致动器之间的距离的平移运动引起孔口的关闭，而如果阀208设置在壳体的内壁上，如图10中所见，则同一平移运动引起孔口开启。

在图5中所见的第二有利实施例中，需要空气操作的装置4是高度计7。高度计7可以是机械的或电子的并且包括可变形的隔膜7a。

在机械高度计的情况下，后者包括传输机构7b。隔膜7a能够在于这种情况下作用在传输装置7b上的外部压力的作用下机械地变形。传输机构7b因此将代表压力的来自隔膜7a的所述变形运动传递到显示高度值的显示装置10。

在电子高度计(未示出)的情况下，后者包括传输电路7c。隔膜7a能够在于这种情况下作用在传输电路7c上的外部压力的作用下机械地变形。传输电路7c是允许隔膜的变形变换为电信号的接口。该电信号被处理成使得显示装置10可使用它来显示高度信息。

有利地，根据本发明，便携式物体1还设置有关闭装置12，从而允许空气在水不渗透的情况下渗透便携式物体的壳腔以与高度计的隔膜7a互相作用。

在图6中所见的第一变型中，便携式物体的壳体2设置成包括位于壳体背面中的第一开口302和第二开口304，从而允许大量空气通过。第一开口302和第二开口304优选呈圆形。关闭装置12于是呈阀系统300的形式。该阀系统300包括安装成通过枢转柄轴306c在基部元件308上枢转的杆状件306。基部元件设置在壳体2的内侧2a。杆状件306具有第一端306a和第二端106b。

第一端306a设置成与按键310配合，所述按键310将插入第二开口内。该按键310是截面与第二开口304的截面相同以便形成柱形部分的部分。形成该按键的柱形部分包括可从便携式物体的外部看到的外侧端部310a，和内侧端部310b。按键310的该内侧端部310b通过沟槽310c与杆状件306联接成使得按键的移动引起所述杆状件翻转。

可假设按键的截面不是恒定的。事实上，第二开口304可具有使得直径减小的凹进直径304a。该凹进直径304a形成防止按键310被推入壳体2内的止挡部件。

在杆状件的第二端上，设置有阀312。该阀312呈圆形的基部314的形式，自由端固定在杆状件306上的阀杆316从该基部114延伸出。阀312因此用于关闭第一开口302。

第一开口302可具有凹进区域302a，该凹进区域具有直径较小的截面。该凹进区域302a用于与阀312配合以打开或关闭所述开口302。

事实上，阀312与杆状件306一体形成，使得杆状件306相对于其枢转柄轴306c的翻转引起阀312相对于凹进区域302a的位置的变化。因此，当按键被推入壳体2内时，杆状件在其枢转柄轴306c上翻转。阀312然后沿反方向移动。在该具体情况下，阀312远离凹进区域302a移动，从而允许空气进入壳体2。

当朝向壳体2的外部拉动按键310时，杆状件306在其枢转柄轴306c上翻转。阀312然后沿反方向移动，在当前情形中移动靠近凹进区域302a。凹进区域302a与阀312之间发生接触，以阻挡空气并防止其进入壳体2。按键310可在其外侧端部310a处设置有沟槽310d以有利于所述按键310的抓握。可假设，当按键310处于被压入位置以允许阀312打开时，所述按键310从壳体22突出以有利于其抓握。

巧妙地，可假设阀系统12在与水环境接触的情况下自动关闭。事实上，当阀312处于打开位置时，空气进入壳体内。然而，如果使用者突然潜入水环境中或忘记按键处于按下位置，则水可能灌入壳体2内并导致损坏。因此，杆状件306由柔性的材料制成。该特性意味着，当便携式物体1浸渍在水环境中时，存在施加在杆状件306上的水压。该压力引起杆状件306的变形和因此将被挤压在凹进区域上的阀312的移位。第一开口302然后将关闭并使便携式物体1不可渗透。

在另一变型中，可假设将垫片318安放在凹进区域302a上。该垫片318插入阀312的基部314与凹进区域302a之间并提供更好的对液体的抗渗性。

在另一变型中，在壳体2的下表面2a上设置有止挡部件320。该止挡部件320用于限制阀312的行程。

在第二变型中，便携式物体的壳体2设置成包括位于壳体背面中的第一开口或孔口402，从而允许大量空气通过。关闭装置12于是呈由致动器控制的阀系统400的形式。该阀系统400包括通过臂406与阀408连接的致动器404。该致动器由整合在电子系统8中的微控制器控制，电子系统8可自动控制致动器404或经由控制装置传输来自用户的手动指令。致动器404然后通过使阀408平移以关闭或打开所述第一开口402而作用在阀408上。

这种使用致动器的系统允许阀按需打开并且使得阀能够经由远程控制器或用作远程控制器的装置被作用。

在图7中所见的第一替换方案中，该阀呈圆形的基部410的形式，自由端固定在臂406上的阀杆412从该基部410延伸出并因此与致动器404连接。第一开口402于是具有凹进区域402a，该凹进区域具有直径较小的截面。该凹进区域402a用于与阀408配合以打开或关闭所述开口402。

事实上，当使用者或微控制器决定电池需要空气时，指令发送到致动器。该指令命令致动器404作用在阀408上以允许自由的进气口。致动器404然后开始操作以借助臂406使阀408移动。如果壳腔需要被供给以空气以用于高度测量，则阀408移动离开凹进区域402a。

当使用者或微控制器决定电池具有充足的空气或它需要与外部环境隔离时，指令发送到致动器404。该指令命令致动器404作用在阀408上以关闭进气口。致动器404然后开始操作以借助臂406使阀408移动。这种情况下，阀408移动成与凹进区域402a接触以阻塞进气口。

在该第一替换方案的变型中，可设置成将垫片414安放在凹进区域402a上。该垫片414插入阀408的基部410与凹进区域402a之间并提供更好的对液体的抗渗性。

在图8中所见的第二替换方案中，阀408成形为像贝壳416，即形式为终止于锥体中的柱体。第一开口402也呈贝壳形，使得阀408可插入开口402内。由于阀408和开口402具有相似形状，所以阀408搁靠在开口的锥形部分上，从而提供提高的关闭效率。

因此，第一开口402由阀408利用摩擦关闭。事实上，当使用者或微控制器决定高度计需要与外部环境隔离时，指令发送到致动器404。该指令命令致动器404作用在阀408上以关闭进气口。致动器204然后开始操作以使阀经由所述臂移动。由于阀和第一开口具有相似形状，所以阀配合在开口内。将阀配合在开口内引起该开口的关闭。

在第一和第二替换方案中，能够克服壳体2在不适合的环境中意外打开的问题。事实上，可能发生误操作或微控制器可能检测到缺氧并试图打开壳体2。因此，为了避免此问题，致动器404将被尺寸确定成使得，当明显的压力施加在所述阀408上时，致动器404为了打开第一开口402而施加的力不足。因此，如果微控制器试图打开阀408，则通过水施加的压力使得阀408不可能由致动器404移动。

在图9中所见的第一和第二实施例的变型中，便携式物体的壳体设置成包括高密度隔膜500。该高密度隔膜安放在便携式物体的外部与阀系统100、200之间。因此，在开口中设置有肩部202b。该肩部202b具有比开口102的直径大的直径。

也称为“支承隔膜”或“复合隔膜”的高密度隔膜500由膜504形成，膜504由100％防水聚合物制成但可渗透气体，与所有塑料相似。

因此，为了使用膜504，必须将它安放在支承件502上，支承件502也是隔膜但厚得多。该支承隔膜是多孔的以使得空气可通过；支承隔膜502的唯一功能是机械的，因为其唯一目的是用作用于聚合物膜504的支承件。例如，可使用由制成的支承隔膜。

为了调整从高密度隔膜500通过的空气流量，起作用的参数是膜504的厚度。膜504越薄且流量越大，膜504也会越脆，且反之亦然。

典型地，为了使便携式物体的内部和外部之间的气体平衡的时间常数在1分钟左右，膜504的厚度必须在10微米左右。

该高密度隔膜通过盖506来免受外部环境的影响。盖506可被旋拧或夹持在壳体中间件上并且O形环接头308可用于密封。盖506包括允许空气进入壳体内的孔口507。

该变型的第一优点在于所述关闭阀始终是干的。

此外，将阀系统与高密度隔膜组合的事实避免了在意外打开的情况下溢水的风险。事实上，设置了两个密封系统，使得如果阀系统发生故障或使用者忘记关闭它，则高密度隔膜仍起作用。

该变型还允许微控制器对手表内部的空气流的控制。

应理解，第一实施例的替换变型适用于第二实施例的变型。

显然，可对在本说明书中描述的本发明的各种实施例做出对本领域的技术人员来说显而易见的各种变型和/或改型而不脱离本发明的范围。

Claims (12)

1.一种便携式物体(1)，包括形成壳腔的壳体(2)，在所述壳腔中设置有需要空气操作的装置(6)，其特征在于，所述壳体包括至少一个第一开口(102、202、302、402)，所述便携式物体还包括设置有阀系统(100、200、300、400)的关闭装置(12)，所述阀系统设置成具有其中所述孔口(102、202、302、402)打开并允许空气通过的第一打开位置以及其中所述孔口(102、202、302、402)关闭以使得所述便携式物体不渗透气体和液体的第二关闭位置。

2.根据权利要求1所述的便携式物体，其特征在于，所述需要空气操作的装置是锌空气电池。

3.根据权利要求1或2所述的便携式物体，其特征在于，所述需要空气操作的装置是高度计。

4.根据前述权利要求中任一项所述的便携式物体，其特征在于，所述阀系统(200、400)包括安装成由致动器(204、404)移动的阀(208、408)，所述致动器包括臂(206、406)，所述阀被固定在所述臂的自由端。

5.根据权利要求4所述的便携式物体，其特征在于，所述致动器在平移运动中移动所述阀。

6.根据权利要求4所述的便携式物体，其特征在于，所述致动器由设置在所述便携式物体内的电子系统(8)控制。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式物体，其特征在于，所述阀系统(100、300)包括安装成借助杆状件(106、306)移动的阀(112、312)，所述杆状件安装成在基部元件(108、308)上枢转，所述阀安装在所述杆状件的第一端(106b、306b)。

8.根据权利要求6所述的便携式物体，其特征在于，所述阀系统(100、300)还包括其中设置有按键(110、310)的第二开口(104、304)，所述按键固定在所述杆状件的第二端(106a、306a)上，使得沿一个方向对所述按键的作用引起所述阀沿反方向移动。

9.根据权利要求4或7所述的便携式物体，其特征在于，所述阀(112、208、312、408)包括圆形的基部(114、210、314、410)，自由端固定在所述杆状件上的阀杆(116、212、316、412)从所述基部延伸出，所述基部进入与所述壳体接触以关闭所述壳体。

10.根据权利要求9所述的便携式物体，其特征在于，所述第一开口(102、202、302、402)包括具有直径较小的截面的凹进区域(102a、202a、302a、402a)，所述基部进入与所述凹进区域接触以关闭所述壳体。

11.根据权利要求4所述的便携式物体，其特征在于，所述阀(208、408)呈终止于锥体(214、216)中的柱体的形式，所述第一开口具有相似形状，使得所述阀能插入所述第一开口中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的便携式物体，其特征在于，所述关闭装置(12)还包括半渗透隔膜(500)，所述半渗透隔膜包括多孔支承件(502)，能渗透气体但不能渗透液体的膜(504)被固定到该多孔支承件，所述膜的厚度使得能改变所述便携式物体的内部和外部之间的气体平衡的时间常数。