CN107542951B - 用于充气/放气的阀 - Google Patents

Abstract

可集成到可充气装置的阀组件的装置和方法。阀组件可包括能够在壳体内旋转的阀。取决于阀的配置，阀可实现空气流进可充气装置或从可充气装置流出的单向通路。阀系统可以提供一种简单的方式对可充气装置进行充气和放气，而用户只需付出最小努力。

Description

用于充气/放气的阀

技术领域

本公开总体上涉及一种诸如充气床垫和衬垫等可充气装置上的阀，更具体地，涉及一种可同时用于对可充气装置进行充气和放气的阀。阀可发生旋转，使得空气仅可以在单一方向流动，且取决于阀的配置，还可以实现可充气装置的充气或放气。

背景技术

任何曾使用过可充气装置的人将理解，最常见的是阀轻易地允许空气单向流动进入可充气装置或从可充气装置流出。同样常见的是伞阀，它允许空气单向通过。同样典型的是推动阀或扭转阀，在由用户(或个人)或者是诸如风扇、空气压缩机等装置将空气吹入可充气装置后，其防止空气逸出。对于单个阀而言，能够同时提供一种容易的单向充气方法和单向放气方法是不常见的。

大部分可充气衬垫具有阀，实现空气进出可充气衬垫的通路。一种常见的阀类型为需要推动和扭转的阀。通过在逆时针方向上的推动和/或扭转使阀运行，允许空气自由流动进出衬垫。一旦将衬垫充气到需要的刚度，随后用户在顺时针方向上推动和/或扭转，以锁紧阀并防止空气从衬垫逸出。

另一种常见的阀在处于静态下同时防止空气进出可充气装置或衬垫。用户必须通过对阀施加压力(通常是从两个不同的侧面)或通过对阀进行挤压而使阀发生变形，从而为空气自由进出衬垫打开通路。

另一种常见的阀是前面提及的伞阀。伞阀通常是橡胶挡板，其以小的橡胶延伸部件推挤刚性框架，且具有伞的外形。橡胶挡板通过气压推挤刚性框架。通常，伞阀允许空气流动进入可充气衬垫，且衬垫内的气压使橡胶挡板推挤刚性框架，防止空气从衬垫逸出。用户能够通过按压橡胶挡板使其脱离刚性框架或从刚性框架移开来克服空气压力，从而允许空气从衬垫逸出。

当涉及到具有阀的可充气部件时，一种不同的方法是考虑允许空气在一个方向上自由流动的单个阀，但是允许阀容易地发生旋转，这样气流的单向就由用户简单地决定。

发明内容

本发明至少在一个方面涉及一种阀系统，且更具体地，涉及对诸如空气衬垫等可充气装置进行充气和/或放气的空气阀。阀可包括容纳阀的壳体。壳体可集成到可充气装置衬套内并固定到可充气装置。出于本公开的目的，“集成”意指可充气装置本身的一部分，不可移除以及不能从可充气装置分离，或者是一体的。阀固定到壳体上，可以是永久地固定或者可逆地固定。壳体还可以包括与其连接的盖子，其提供附加特征用于防止空气逸出。

阀可以全部或部分地位于壳体内，且能够绕一轴线旋转。阀旋转特征可允许阀在壳体内自由旋转，以实现空气进出可充气装置。可以在壳体内设置止动件，以仅允许阀从“充气位置”到“放气位置”旋转180度，反之亦然。阀可固定地设置在壳体内，防止任何空气从阀的外边缘周围进入或逸出，该外边缘与壳体的内环接合。

阀可具有刚性中心部分，其与伞阀或橡胶挡板接合，并且平靠在阀的中心部分，允许空气的单向通路，因为气压利用防止空气逸出的中心部分推挡板堵住开口。阀配置为实现易于进行充气和放气，而不需要不必要的气压、力、扭转、挤压等。

阀可应用在任何需要充气或放气的装置，且可应用在不仅仅是利用空气进行充气和放气的装置；例如，还可以以类似的方式利用水或其他液体。可以预期，这种阀可应用在任何空气床垫、睡眠衬垫、泡沫衬垫(也称之为自充式衬垫)、可充水或雪的玩具、可充气气囊、轮胎、玩偶、筏、船、枕头等。以下详细说明中将给出，单向阀设计将为自充式衬垫提供巨大的优势，因为所述阀在用户希望空气进入时只允许空气进入衬垫，并且在用户希望空气流出时只允许空气流出。另外，这里可以预期，在试图对可充气装置进行充气时，阀为用户提供不需要的空气“逃逸”。

阀系统具有多于本发明内容所阐述的多种用途。对于本领域的普通技术人员而言，通过下面的说明书、附图和所附权利要求，已公开的主题的各个方面的其他方面以及特征和优势将变得显而易见。

附图说明

在附图中：

图1为具有壳体和盖子的阀系统的仰视图；

图2为图1中具有壳体、盖子和阀的阀系统的横截面侧视图；

图3为图1中具有盖子和壳体的阀系统的横截面侧视图；

图4为图1中具有盖子和壳体的阀系统的俯视图；

图5为图1中具有壳体和盖子的阀系统的底部透视图；

图6为阀的俯视图；

图7为图6中的阀的横截面侧视图；

图8为图6中的阀的横截面侧视图；

图9为图6中的阀的透视图；

图10为图1中的阀系统的可选实施例的俯视图，其中该阀旋转了90度；

图11为阀系统的可选实施例的透视图；

图12为阀系统的可选实施例的透视图；以及

图13为阀系统的可选实施例的透视图。

具体实施方式

以下描述给出了应用于可充气装置的阀系统的独立的实施例。阀系统通过实现空气(或者用于使一装置膨胀的其他介质，如水)的单向通路，可用于对可充气装置进行充气、放气或两者皆可。另外，本文描述的阀系统可以通过旁通单向阀实现大量放气。当阀处于第一配置时，可实现空气进入可充气装置的通路，同时防止空气穿过阀逆流。当阀处于第二配置时，可实现空气流出可充气装置的通路，同时防止空气穿过阀逆流。

图1和2示出了阀系统10，其具有壳体12，与壳体12连接的盖子14，以及至少部分设置在壳体12内的阀16。壳体12可集成或固定到围绕壳体12的外环18的可充气装置。壳体12可包括开口13，该开口13部分或全部地穿过壳体12的本体。外环18可焊接、胶接或通过其他气密方式固定到可充气装置。壳体12还可包括顶部分20或朝外部分，以及底部分22或朝内部分，其中朝内部分22可位于可充气装置内部。朝内部分22可以是近似半球形的，而朝外部分20可以是基本上平的。

壳体12可包括内壁23以及内环24，内环24朝向开口13的中心轴线延伸，其中内环24配置为容纳阀16。内环24在其内部可包括至少两个切口26，配置为容纳两个从阀16的外壁30突出的销28。销28可以以平衡配合的方式与切口26接合，这种平衡配合可以是压配合、搭扣配合或其他允许销28在切口26内自由旋转而不从切口26脱出的配合。允许销28自由旋转进而允许了阀16在壳体12内旋转。

盖子14可通过橡胶凸缘与壳体12连接，该橡胶凸缘包括与壳体一样的材料或者是更为柔软的材料(即橡胶)，其允许轻松操作以及弯曲，使盖子14可以固定在壳体12的朝外部分20之上。盖子14可包括唇部32，该唇部32可在壳体12的外环18内滑动并且与圆周凸缘34接合，该圆周凸缘34可与唇部32互补。为了唇部32能克服圆周凸缘34将盖子14可逆地固定在壳体12上，必须对盖子14施加力。同样地，为了使盖子14从壳体12分离，必须施加一个相反的力。应当认识到，可以存在类似的接合特征，其中盖子14与外环18的外边缘而不是内边缘接合。盖子14可提供第二或备用气密密封。

参考图3和4，具有外壁30和内壁36的阀16可基本为圆柱形。外壁30除了具有至少两个从外壁30向相反方向延伸的销28之外，还可包括第一止动件38和第二止动件40。止动件38、40可以是倒钩状凸起或脊部，彼此反向延伸，且可与两个销28成90度。壳体12可包括第一止动件切口42或第一空隙，以及第二止动件切口44或第二空隙，以与止动件38、40接合并实现止动件38、40与壳体内环24齐平安置。止动件38、40可分别与第一和第二空隙42、44接合，还可分别在第一配置和第二配置中可逆地固定阀16。可以通过压配合、搭扣配合等进行接合，使得用户必须施加很大的力才能使止动件38、40从空隙42、44分离。

阀16的外壁30可与壳体12的内环24接合，形成可为气密性的密封，防止围绕外壁30的空气通路。可以利用O形环形成密封，或者甚至可以利用内环24和外壁30之间的其他合适材料的压配合以形成密封。O形环可将外壁30与内环24进行接合。即使轻微地旋转阀16也可破坏密封，并且允许空气在阀16周围自由流动通过开口13。

参考图5，示出了半球形的朝内部分22。应当认识到，该形状不受阀系统的限制，仅仅是一种可能的朝内部分22的表现形式。而在附图中可以表现为可使用的半球形、多边形或者类似的圆形。另外，朝内部分22可以是具有开口的实心保持架，该开口用于空气通路，或者其他类似设计，突出进入可充气装置以实现轻易的充气/放气以及阀16的旋转，而不会被“卡住”或者不受可充气装置内部的限制。

盖子14可包括从盖子14本体延伸出来的拉手46。拉手46可允许用户轻松地克服必要的力从壳体部件12拉起盖子14。

参考图6-9，示出了阀116的一个可选实施例。阀116可包括内壁136和外壁130。与前述实施例类似，销128可从远离阀116的中心轴线的外壁130延伸出来并互为相反方向。阀116可包括从外壁30向内突出的脊部102，脊部102圆周地围绕阀116。可选地，脊部可从内壁136向外突出。阀116还可包括带有支撑部件106的中心环104，该支撑部件106穿过中心环104延伸形成两个窗口108，以允许空气通路穿过中心环104。可以在支撑部件106内部设置孔105，该孔105可配置为容纳以及接合盖子的支柱或止动件。盖子可由诸如橡胶等高度柔软的材料构成。盖子可大体上与伞阀类似。支柱可包括球根状部分，在一个方向上防止支柱从孔脱出，除非通过相当大的力克服。盖子可防止支柱在相反的方向从孔脱出。在第一配置中，盖子可允许空气在单一方向上穿过，其中空气可以在从支柱朝向盖子的单一方向上穿过窗口108自由流通进入可充气装置。空气在从盖子到支柱的方向上不流通，这是因为在阀116的盖子侧的气压推动盖子抵靠中心环104和支撑部件106形成气密密封。这种气密密封可由用户施加的某种力克服。

在第二配置中，阀116在壳体12内发生旋转，空气流通的方向与之前所述的相同；然而，由于阀已经发生旋转，单一方向上的空气从可充气装置的内部流动到外部。

止动件138可以是从外壁130延伸出来的倒钩状凸起或脊部，延伸方向可以是与销128成90度。止动件138在第一止动件切口42内可与壳体12的内环24齐平安置。尽管这一实施例只示出了一个止动件138，可以使用多个与壳体12内的互补切口一起使用的止动件。第一止动件切口42和第二止动件切口44可各自独立地与单一止动件138接合，具体取决于阀16的配置，即处于第一配置还是第二配置。与之前的实施例类似，以类似于本文前述的方式实现将止动件138可逆地固定到切口42、44中的一个。

参考图10，示出了阀116的第三配置，其部分地在壳体12内旋转。阀116的部分旋转可在其两侧形成开口。这些开口可允许空气自由流入或逸出，或者如前所述，允许可充气装置的大量放气。

壳体12、盖子14以及阀16可以是圆形或圆柱形，以便彼此可以互补。应当认识到，壳体12、盖子14以及阀16可以是任意的多边形、圆锥形、圆柱形或球形，这些形状可以实现如本文描述的相同设计。

阀系统的独立实施例可包括壳体和外环。为了给空气通路提供更长的开口，壳体相比于之前的实施例可以更长或者更接近圆柱状。阀可具有外壁，该外壁包括能对开口进行密封的O形环。阀可以绕任意轴线旋转，且可以在任意数量的位置处与壳体的内壁接合，以实现阀的旋转。

可选地，所述阀或者独立实施例中的阀，可以从壳体上移除并旋转90度，或者旋转用户需要的任意角度，并安置回壳体内部。

参考图11，示出了阀系统310的一个独立实施例。阀系统310包括带有外环318的壳体312。阀系统310还可包括第一阀316和第二阀316’，通过封堵或疏通单独的阀316、316’改变单向空气流动的配置。阀316、316’可以类似于挡板与壳体312接合。第一阀316和第二阀316’可各自具有凸缘，该凸缘将对应的阀固定到壳体312。阀的凸缘可对齐或可不对齐。当阀316、316’接合到壳体时，可包含公共的中心轴线，该轴线与壳体312的开口对齐。第一阀316可插入到壳体312的开口，第二阀316’可插入到第一阀316的开口。类似于之前的实施例，如果两个阀316、316’都从壳体分离，可以发生大量放气。

阀系统的一个可选实施例可包括壳体和控制杆。壳体可具有环，其与前述实施例相似但可以是任意的多边形。阀可位于壳体内，功能类似于本文中任意前述实施例。壳体可包括位于其本体外侧的保持架，或者通孔(pass-through)。保持架可以保护阀。通过用户将控制杆转动到多个基于用户期望的位置，控制杆可以对内部的阀进行操纵。控制杆可以绕一轴线旋转180度，其中将控制杆转动到一端实现了空气单向流入可充气装置，将控制杆转动到相反的一端实现了空气单向流出可充气装置。如果将控制杆操纵到中间位置，或者介于两端间的任意位置，可实现本文前述的可充气装置的大量放气。

阀系统的这一实施例可能与前述阀系统并没有什么不同，区别在于阀通过控制杆进行操纵，而不是通过用户旋转阀本身进行操纵。

阀系统的一个可选实施例可包括壳体、驱动机构或按钮。壳体内的按钮可以对阀进行操纵。阀可为第一配置，允许空气单向流进充气装置，且当推或拉按钮时，其驱动该阀使其为第二配置，允许空气单向流出充气装置。类似于按动笔的驱动，该驱动机构改变阀的配置以实现空气仅在单一的方向流动，但是相反的方向取决于对驱动机构的按压或拉。

参考图12和13，示出了阀系统610的一个可选实施例。阀系统610可包括位于壳体612内的阀616，该阀616具有第一配置611和第二配置613。阀616可从壳体612物理移除或手动移除，并旋转180度然后再重新安插回壳体612内。第一配置611允许单向空气流动以对可充气装置进行放气，第二配置613允许单向空气流动以对可充气装置进行充气。

可用于壳体12的材料包括聚氨酯，其可焊接到可充气装置。硬度可介于92-95之间。阀16、116可以由更坚固的塑料构成，该塑料可与O形环接合，或者阀16、116可以是另一种能抵靠壳体密封的材料。盖子14可由类似于壳体12的材料构成，将盖子14连接到壳体12的凸缘为更易弯曲的塑料或橡胶。

尽管上述公开提供了许多细节，但是这些不应当视为限制所附权利要求任一项的范围。可设计出其他实施例而不偏离权利要求书的范围。不同实施例的特征可单独或组合使用。因此，对落入权利要求书范围之内的公开主题的所有增加、删除和修改都涵盖在内。每一条权利要求的范围仅由其普通语言及其元件的可行法律等同物的全部范围指示和限定。

Claims (13)

1.一种阀系统，包括：

可充气装置；

壳体，其配置为与阀接合，所述壳体包括具有轴线的开口，所述壳体包括：

第一切口和第二切口；

至少一个在所述壳体的内壁的第一止动切口；

盖子；以及

阀，其包括第一销和第二销，其中所述第一销与所述第一切口接合，所述第二销与所述第二切口接合，其中所述第一销和第二销位于垂直于开口的轴线的单个旋转轴线上，且其中所述阀能够绕所述第一销和第二销旋转，以及其中所述阀还包括第一止动突起，其可与所述壳体的内壁的第一止动切口接合。

2.根据权利要求1所述的阀系统，其中所述第一销和第二销可逆地固定到所述壳体上在所述第一切口和第二切口内。

3.根据权利要求1所述的阀系统，其中所述阀具有第一配置，其中空气仅能够在单一方向穿过所述阀进入所述可充气装置。

4.根据权利要求1所述的阀系统，其中所述阀具有第二配置，其中空气仅能够在单一方向穿过所述阀流出所述可充气装置。

5.根据权利要求1所述的阀系统，其中所述阀具有外壁，其抵靠所述壳体的内壁进行密封。

6.一种阀系统，其包括：

可充气衬垫；

壳体，所述壳体包括：

具有轴线的开口；

第一切口和第二切口；

至少一个空隙；以及

阀，其包括第一销和第二销以及第一止动突起，其中所述第一销与所述第一切口接合，所述第二销与所述第二切口接合，其中所述第一销和第二销位于垂直于开口的轴线的单个旋转轴线上，以及其中第一止动突起可拆卸地与所述壳体的至少一个空隙接合。

7.根据权利要求6所述的阀系统，其包括盖子。

8.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述阀能够绕所述第一销和第二销旋转。

9.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述第一销和第二销固定到所述壳体上在所述第一切口和第二切口内。

10.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述阀具有第一配置，其中空气仅能够在单一方向穿过所述阀进入所述可充气装置。

11.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述阀具有第二配置，其中空气仅能够在单一方向穿过所述阀流出所述可充气装置。

12.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述阀具有外壁，其抵靠所述壳体的内壁进行密封。

13.根据权利要求12所述的阀系统，其中所述阀具有第二止动突起，其配置为牢固地与所述壳体的内壁的至少一个空隙接合。

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