CN108662215A - 阀 - Google Patents

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Abstract

本公开的各种实施例提供了可重复使用的阀(10)，其中密封部分(124)与阀杆(30)共模制和过模制到阀杆(30)以提供在封闭部分和阀杆之间的稳固的机械连接。在一种实施例中，所述阀包括阀杆(30)和保持盖(50)之间的卡扣配合以提供所述阀的简单装配以及偏压弹簧(40)和阀杆(30)关于阀外壳(20)的高效和紧凑的保持机构。在一种实施例中，所述阀包括易用的打开和闭合机构，当移动阀杆至打开位置和闭合位置以充气、放气或维持可充气物品内的空气或气体压力时，该机构向用户提供触觉反馈。本公开也提供了与这种阀一起使用的充气袋。

Description

阀
本申请是申请日为2014年7月31日、国际申请号为PCT/US2014/049112、国家申请号为201480041626.5、发明名称为“阀”的发明专利申请的分案申请。
优先权声明
本国际申请要求提交于2014年7月29日的、要求提交于2013年8月5日的美国临时专利申请No.61/862,216的优先权和权益的美国专利申请No.14/445,903的优先权和权益，其每一篇的全部内容通过引用并入本申请中。
背景技术
可充气充气袋常见地在货物集装箱(比如铁路车辆和半拖车)的运输期间用于稳定货物，从而提高安全性并且减少对货物损坏的可能性。充气袋常见地通过为此目的配置的阀在使用前和使用后被充气和放气。充气袋可以被置于货物之间和/或货物与货物集装箱的壁之间的任何空隙和空间中，并且被充气至需要的内压，比如指定的工作压力。
为使充气袋充气，用户将加压供气源连接至阀，该阀附连至充气袋的可充气的/可放气的主体并且其进入充气袋地形成开口。用户将充气袋置于合适的空隙或空间，并且然后使用来自加压供气源的加压空气使充气袋充气至需要的内压。当充气袋在充气期间需要被重新放置时，用户打开与充气袋相连的阀以使空气能够从充气袋内逸出，使充气袋部分地放气。然后关闭所述阀并且充气袋可以被重新放置并被充气至需要的内压，比如指定的工作压力。当充气袋需要从其在货物之间或货物与货物集装箱的壁之间的位置移除以使货物能够从货物集装箱卸下时，用户打开与充气袋相连的阀以使来自充气袋内的空气逸出从而使充气袋放气。
在充气期间，由于阀自身引起的背压，充气袋内的压力显著地低于该阀的上游压力。在放气期间，已知充气袋或袋壁会与阀开口产生干扰，从而妨碍用于适当放气的空气逸出。另外，某些充气袋，比如由纸制的充气袋，已被知道在与已知的阀结合使用时将具有减少的爆破压力极限。在某些情况中，已知的阀缺乏用于高流速的能力和/或不能重复使用。已知的阀也通常包括复杂的密封机制以防止空气从充气的充气袋泄露。
因此需要解决这些问题的新的和改进的阀，并且需要具有这种新的和改进的阀的新的和改进的充气袋。
发明简述
本公开的各种实施例提供了可重复使用的阀，其中密封部分相对于阀杆共模制并且过模制以在其间提供稳固的机械连接。在一种实施例中，所述阀包括阀杆和保持盖之间的卡扣配合以提供所述阀的简单装配和偏压弹簧和阀杆关于阀外壳的高效和紧凑的保持机构。在一种实施例中，所述阀包括易用的打开和闭合机构，当移动阀杆至打开位置和闭合位置以使可充气物品充气、放气或维持其中的空气或气体压力时，该机构向用户提供触觉反馈。在一种实施例中，所述阀在可充气物品充气期间使背压最小化。在采用所述阀以使充气袋充气和放气的一种实施例中，当该充气袋由纸制成时，所述阀适合用于较高的充气袋爆破压力，同时使通过所述阀的空气流速最大化。这解决了上述的问题。
更具体地，在一种实施例中，所述阀包括：(a)外壳，其包括：(i)凸缘，其配置成将所述阀安装至可充气物品，(ii)外壁，其从所述凸缘延伸，以及(iii)环形壁，其在与可充气物品的充气相关的流动方向从外壁向内并且远离该外壁径向延伸；(b)阀杆，其连接至外壳并且相对于外壳可移动至打开位置和闭合位置，所述阀杆包括轴和基部，该基部在与可充气物品的充气相关的流动方向上从轴向外并且远离该轴径向延伸；(c)弹簧，其相对于外壳朝向闭合位置偏压阀杆；(d)键，其连接至阀杆并且配置成相对于外壳保持所述弹簧和阀杆，并且使该阀杆能够移动至闭合位置和打开位置；以及(e)手柄，其可移除地连接至外壳，该手柄可与凸缘相对地定位以将可充气物品的壁固定在手柄和凸缘之间。
在另一种实施例中，所述阀包括：(a)外壳，其包括(i)凸缘，其配置成将所述阀安装至可充气物品，(ii)外壁，其从所述凸缘延伸，以及(iii)环形壁，其在与该可充气物品的充气相关的流动方向上从所述外壁向内并且远离所述外壁径向延伸；(b)阀杆，其连接至所述外壳并且相对于所述外壳可移动至打开位置和闭合位置，所述阀杆包括：(i)轴，(ii)基部，其在与可充气物品的充气相关的流动方向上从所述轴向外并且远离所述轴径向延伸；以及(iii)限定第一槽的一个或多个壁和限定邻近第一槽的第二槽的一个或多个壁，所述限定第一槽的一个或多个壁容许所述阀杆的第一运动方向，并且所述限定第二槽的一个或多个壁容许所述阀杆的第二不同的运动方向，所述限定第一槽的一个或多个壁和所述限定第二槽的一个或多个壁配置成接收连接至所述外壳的突出；(c)弹簧，其相对于所述外壳朝向闭合位置偏压阀杆；(d)键，其与阀杆咬配合并且抵接弹簧以相对于外壳保持所述弹簧和阀杆，所述键配置成使阀杆能够移动至闭合位置和打开位置；以及(e)手柄，其可移除地连接至外壳，所述手柄可与凸缘相对地定位以将可充气物品的壁固定在手柄和凸缘之间。
在另一种实施例中，本公开涉及一种充气袋，其包括：可充气的/可放气的主体，所述主体包括一个或多个壁；以及安装至主体的充气/放气阀，所述阀包括:(a)外壳，其包括(i)凸缘，所述凸缘配置成将阀安装至所述充气袋，(ii)外壁，其从所述凸缘延伸，以及(iii)环形壁，其在与所述充气袋的充气相关的流动方向上从所述外壁向内并且远离所述外壁径向延伸；(b)阀杆，其连接至外壳并且相对于外壳可移动至打开位置和闭合位置，所述阀杆包括轴和基部，所述基部在与可充气物品的充气相关的流动方向上从所述轴向外并且远离所述轴径向延伸；(c)弹簧，其相对于外壳朝向闭合位置偏压阀杆；(d)键，其连接至阀杆并且配置成相对于外壳保持弹簧和阀杆，并且使阀杆能够移动至闭合位置和打开位置；以及(e)手柄，可移除地连接至外壳，所述手柄可与凸缘相对地定位以将充气袋的一个或多个壁之一固定在手柄和凸缘之间。
本公开的附加特征和优势描述在下述的具体说明和附图中并且将从中明显得出。
附图说明
图1是本公开的阀的一种实施例的俯视立体图。
图2是图1的阀的仰视立体图。
图3是图1的阀的俯视立体分解图。
图4是图1的阀的仰视立体分解图。
图5是示出阀在闭合位置的图1的阀的横截面视图。
图6是图1的阀的横截面视图，其示出处于打开位置的阀。
图7是图1的阀的俯视立体剖面图，其示出处于闭合位置的阀。
图8是示出图1的阀的俯视立体剖面图，其示出打开位置的阀。
图9是示出图1的阀的横截面侧视图，其示出处于打开位置的阀并且示出了在可充气物品的充气期间气流的方向。
图10是图1的阀的阀杆和键的俯视立体图。
图11是图10的阀杆和键的侧视图，其示出相对于阀外壳处于闭合位置的阀杆。
图12是图10的阀杆和键的侧视图，其示出相对于阀外壳的处于部分地打开位置的阀杆。
图13是图10的阀杆和键的侧视图，其示出相对于阀外壳处于打开但不锁定的位置的阀杆。
图14是图10的阀杆和键的侧视图，其示出相对于阀外壳处于打开和第一锁定位置的阀杆。
图15是图10的阀杆和键的侧视图，其示出相对于阀外壳处于打开和第二锁定位置的阀杆。
图16是图1的阀的阀杆、键和弹簧的局部细节剖面图。
图17A和17B示出手柄的另一种实施例的俯视立体图和仰视立体图。
具体说明
本公开的各种实施例提供了一种可重复使用的阀，其中密封部分相对于阀杆共模制和过模制以在其间提供稳固的机械连接。在一种实施例中，所述阀包括阀杆和保持盖之间的卡扣配合以提供所述阀的简单装配以及偏压弹簧和阀杆关于阀外壳的高效和紧凑的保持结构。在一种实施例中，所述阀包括易用的打开和闭合机构，当移动阀杆至打开位置和闭合位置以充气、放气或维持可充气物品内的空气或气体压力时，该机构向用户提供触觉反馈。在一种实施例中，所述阀在可充气物品充气期间使背压最小化。
应该领会的是，本公开的阀可以与任意适合的可充气物品比如但不限于充气袋、除充气袋以外的袋子、空气垫、皮筏、轮胎、结构物和/或船结合使用。
现参考附图，图1至图16示出了本公开的阀的一种实施例，其总地用附图标记10表示，与充气袋结合使用。在这种实施例中，阀10包括：(a)外壳20，其配置成安装至充气袋(总地用附图标记70表示)；(b)阀杆30，其连接至外壳20并且相对于外壳20可移动，并且配置成打开和闭合通道96以使比如空气的合适气体传至和传自充气袋70的内部(未示出)；(c)弹簧40，其相对于外壳20朝向闭合位置偏压阀杆30；(d)键50，其相对于外壳20保持弹簧40和阀杆30并且使用户能够移动阀杆30至闭合位置和打开位置；以及(e)手柄60，其将阀10固定至充气袋70并且使用户能够轻易地握住并在外部操纵阀10，手柄60包括盖62以当阀10没有被用户使用时覆盖和保护通道96免受灰尘和碎屑的影响。
在这种实施例中，外壳20(如图3至图8最佳所示)包括：(a)凸缘80，其配置成被固定至充气袋70的壁；(b)环形突出82，在其间形成凹槽83以接收手柄60并且可移动地将手柄60保持至外壳20；(c)环形圈84，其接收手柄60的盖62并且可移动地将手柄60的盖62保持至外壳20，并且接收和可移动地固定充气装置至阀10以使充气袋70充气；(d)限定孔86的一个或多个壁，孔86接收阀杆30并与阀杆30接合；(e)突出88(如图11至图15最佳所示)，其从限定孔86的一个或多个壁向内径向延伸并且配置成可滑动地与阀杆30的接收部分接合以容许用户将阀杆30移动至打开位置和闭合位置；(f)多个支承90(如图1，5和6最佳所示)，其配置成相对于外壁92支承所述限定孔86的一个或多个壁；(g)座件94，其配置成在闭合位置时与阀杆30配合以封闭阀10；(h)壁98，其远离外壁92的开口102向内和向下地延伸以形成孔100从而减少流过阀10的空气的背压；以及(i)支架104，其从凸缘80的底面延伸以帮助防止充气袋70将自身密封至阀10的底部，从而有助于充气袋70更容易的充气。外壳20可以包括比如聚乙烯的塑料。弹簧40可以包括钢，比如不锈钢或抗腐蚀钢。
在这种实施例中，环形突出82沿外壁92的外部相对于凸缘80定位，并且配置成在沿外壁92的多个不同位置中的任意一位置处接收手柄60以容许阀10附连至充气袋70上。用这种方式，阀10能够调节并且被安装在具有一定范围壁厚的充气袋70之上，所述一定范围壁厚包括与充气袋70相关或结合使用的所有基板层的壁厚。
在这种实施例中，阀杆30(如图3至图4以及图10至图16最佳所示)包括：(a)轴120，以与限定外壳20的孔86的一个或多个壁可滑动地接合；(b)主体部分122；(c)密封件124；(d)肋126；(e)限定槽128和槽130以接收突出88并且与突出88接合的一个或多个壁(如图11至图15中最佳所示)；(f)倒角132以与突出88接合；(g)肩部136；以及(h)头部134，其配置成与键50接合并且包括(1)顶部138，(2)凹陷的主体部分140，以及(3)唇缘142。在一种实施例中，密封件124通过比如注塑模制工艺与主体部分122共模制，从而使密封件124作为阀杆30的一部分整体地形成。如此，在阀杆30的密封件124与主体部分122之间形成稳固的机械接合。在一种实施例中，阀杆30包括比如聚丙烯的塑料。在一种实施例中，密封件124由弹性体制成或包括弹性体，比如硫化弹性体或热塑性硫化胶。例如，用作密封件124的合适的材料是(SANTOPRENE是Monsanto公司的注册商标)，它是由埃克森美孚化工制造。应该领会的是，其他材料可以被采用作为密封件。
主体部分122(如图4，7，8和10中最佳所示)配置成具有开口基部的空心圆锥形状，在开口基底处肋126为主体部分122提供刚性，同时也容许了阀杆30制造中的材料节省。主体部分122的圆锥从或靠近轴120的基底向下和向外地延伸以减少流过阀10的空气的背压。限定槽128的一个或多个壁沿轴120的一部分大致纵向地延伸，并且配置成禁锢地接收外壳20的突出88。所述限定槽128的一个或多个壁配置成容许阀杆30纵向地平移以使阀10能够打开和关闭。限定槽130的一个或多个壁从限定槽128的一个或多个壁成角度地横向延伸以通过限定孔86的一个或多个壁容许阀杆30的禁锢转动。在这种实施例中，该角度大约为90度但是在其他实施例中可以是不同的角度。限定槽130的一个或多个壁配置成使用户能够相对于外壳20将阀杆30锁定在打开位置以容许空气进入充气袋70或从充气袋70逸出。在一种实施例中，限定槽130的一个或多个壁是弯曲的。倒角132配置成在阀10的驱动期间朝向打开位置或朝向闭合位置转换阀杆30。
在这种实施例中，键50(如图10和图16最佳所示)包括：(a)凹部分160，其与头部134的顶部部分138接合；(b)限定孔162的一个或多个壁，其配置成抵接于凹进的主体部分140或位于其附近；(c)肩部164，其配置成在将键50装配至阀杆30之后被唇缘142重叠，以容许弹簧40和阀杆30相对于外壳20的保持；(d)凹进166；(e)环形突出168，其配置成抵接于阀杆30的轴120的外缘；(f)肩部170，其配置成抵接弹簧40的末端盘簧以相对于外壳20保持弹簧40；(g)突出172，其定向在主体174的边缘上以使用户的手指能够握住键50来打开和关闭阀10；以及(h)底面176，其配置成与阀杆30的肩部136配合。在这种实施例中，凹部分160提供与顶部部分138的卡扣配合。在这种实施例中，顶部部分138和凹部分160包括圆锥形状以辅助凹部分160与顶部部分138的装配，但是在其他实施例中可以具有其他合适的形状。键50可以包括塑料，比如聚丙烯。
在这种实施例中，手柄60(如图3和图4最佳所示)包括：(a)盖62；(b)系连件180，其将盖62柔性地连接至主体182上；(c)把手184，其包括限定孔186的一个或多个壁；以及(d)隔开的耳片188，其从由主体182的一个或多个壁限定的孔190向内延伸以与外壳20的环形突出82可移除地接合。手柄60可以包括塑料，比如聚丙烯。
在这种实施例中，盖62包括：(a)耳片200，其从盖62延伸以当其安装在外壳20上时使得容易从外壳20移除盖62；以及(b)突出202，其从盖62的内表面向内延伸并且其配置成与外壳20的环形圈84接合以可移除地将盖62保持至外壳20上。突出202提供与环形圈84的卡扣配合。盖62配置成在盖62外表面上接收标记。在这种实施例中，该标记作为盖62的一部分整体地形成。
在这种实施例中，隔开的耳片188配置成一旦手柄60安装到外壳20上就弯折并且至少部分地位于外壳20的一个或多个凹槽83和/或一个或多个环形突出82中或位于其周围。充气袋70，其包括与充气袋70的壁相关的所有的叠置结构、层和基板，所述充气袋70配置成位于外壳20的凸缘80和主体182之间以由此将阀10固定至充气袋70。阀10可以通过将手柄60从外壳20上移除而从充气袋70的任意外部叠置结构松开。
在这种实施例中，阀10的闭合位置是用来开始使充气袋70充气过程的合适位置。在这种实施例中，充气装置可以配置成按压键以使阀杆30移动从而打开阀10。在这种实施例中，阀杆30移动至打开位置但不需要锁定在那里。充气袋70之后被充气至需要的压力并且所述充气装置从阀10移走，以此闭合阀10。在充气期间，外壳20的壁98的角度和阀杆30的主体部分122的角度通过使流动空气的方向变化最小化和在必要时通过逐渐改变空气的方向分别地以及共同地使通过阀10的空气流的背压最小化。在一种实施例中，所述充气装置与环形圈84接合以将该充气装置固定至外壳20上。
在最初处于闭合位置时，为将阀10打开以至少部分地使充气袋70放气，用户要握住键50并且可能地握住突出172，并且在由限定孔86的一个或多个壁以及突出88和限定槽128的一个或多个壁的结合提供的行程方向上逆着由弹簧40提供的力推压。为将阀杆30置于自支持的打开位置上，除推压弹簧40以外，用户要在由突出88和限定槽130的一个或多个壁的结合提供的行程方向上旋转键50并且因此旋转阀杆30。该用户要以逆时针的方式旋转键50并且因此旋转阀杆30，至少直到由限定槽130的一个或多个壁接手弹簧40的张力为止。倒角132帮助引导突出88在打开阀10时朝向限定槽130的壁并且在闭合阀10时远离限定槽130的壁。当在打开位置时，阀10配置成使充气袋70放气。前述阀杆30的旋转和平移可以被颠倒以使密封件124坐落于座件94之上从而关闭阀10。
图17A和17B示出了手柄的另一种实施例，其总地用附图标记1060表示。在这种实施例中，手柄1060包括：(a)盖1062；(b)第一系连件1180，其将盖1062柔性地连接至主体1182；(c)把手1184，其包括限定孔1186的一个或多个壁；(d)第二系连件1181，其将把手1184柔性地连接至主体1182；以及(e)隔开的耳片1188，其从由主体1182的一个或多个壁限定的孔1190向内延伸以与外壳20的环形突出82可移除地接合。
在这种示出的实施例中，盖1062包括：(a)耳片1200，其从盖1062延伸以当盖1062安装在外壳20上时使其容易从外壳20移除；以及(b)突出1202，其从盖1062的内表面向内延伸并且其配置成与外壳20的环形圈84接合以将盖1062可移除地保持至外壳20。突出1202提供与环形圈84的卡扣配合。盖1062配置成在盖1062的外表面上接收标识。在这种示出的实施例中，所述标识作为盖1062的一部分整体地形成。
应该领会的是，附图中示出的所述阀的实施例采用该器件的一种示例配置和每个器件的一种示例大小和形状。应该领会的是，所述阀的其他实施例可以采用该器件的不同配置和不同大小和形状的器件。
应该理解的是，在不脱离本公开的新理念的范围可以产生修改和变更，并且应该理解的是，本申请将仅受所附权利要求范围的限制。

Claims (20)

1.一种阀，包括：
外壳，所述外壳包括：(1)圆柱形内壁，所述圆柱形内壁限定开口；和(2)环形壁，所述环形壁从所述圆柱形内壁径向向内且远离所述开口而延伸；以及
阀杆，所述阀杆包括轴和基部，其中所述基部从所述轴径向向外且远离所述开口而延伸，其中所述阀杆连接至所述外壳并且相对于所述外壳可在打开位置和闭合位置之间移动。
2.如权利要求1所述的阀，还包括偏压元件，所述偏压元件将所述阀杆偏压至所述闭合位置。
3.如权利要求2所述的阀，还包括键，所述键附连至所述阀杆，所述键将所述偏压元件保持在适当位置上。
4.如权利要求1所述的阀，其中所述阀杆通过其相对于所述外壳的旋转可锁定在所述打开位置上。
5.如权利要求1所述的阀，其中所述阀杆的所述轴限定第一槽，并且所述外壳包括突出，所述突出至少部分地定位在所述第一槽内以相对于所述外壳可滑动地保持所述阀杆并且使所述阀杆能够相对于所述外壳在所述打开位置和所述闭合位置之间移动。
6.如权利要求5所述的阀，其中所述阀杆的所述轴也限定第二槽，所述第二槽从所述第一槽横向地延伸。
7.如权利要求6所述的阀，其中所述第二槽约垂直于所述第一槽。
8.如权利要求6所述的阀，其中所述第二槽被定向成使得当所述突出定位在所述第二槽内时所述阀杆保持在所述打开位置上。
9.如权利要求1所述的阀，还包括环形阀座件，其中当所述阀杆在所述闭合位置上时，所述阀杆的所述基部密封地接合所述阀座件。
10.如权利要求9所述的阀，其中当所述阀杆在所述打开位置上时，所述阀杆的所述基部与所述阀座件间隔开。
11.如权利要求10所述的阀，所述阀包括位于所述阀杆的所述基部上的弹性密封件，所述密封件被配置成当所述阀杆在所述闭合位置上时密封地接合所述阀座件。
12.如权利要求9所述的阀，其中所述阀座件连接至所述环形壁。
13.一种阀，包括：
外壳，所述外壳包括：(1)圆柱形内壁，所述圆柱形内壁限定开口；(2)环形壁，所述环形壁从所述圆柱形内壁径向向内且远离所述开口而延伸；和(3)突出；以及
阀杆，所述阀杆包括轴和基部，其中所述基部从所述轴径向向外且远离所述开口而延伸，其中所述阀杆的所述轴限定第一槽和从所述第一槽横向延伸的第二槽，所述突出定位在所述第一槽和所述第二槽两者之一中以相对于所述外壳可滑动地保持所述阀杆，
其中所述第一槽使所述阀杆能够相对于所述外壳在打开位置和闭合位置之间轴向移动，并且所述第二槽使所述阀杆能够相对于所述外壳在锁定位置和未锁定位置之间旋转。
14.如权利要求13所述的阀，还包括偏压元件，所述偏压元件将所述阀杆偏压至所述闭合位置。
15.如权利要求14所述的阀，还包括键，所述键附连至所述阀杆，所述键将所述偏压元件保持在适当位置上。
16.如权利要求13所述的阀，其中所述第二槽被定向成使得当所述突出定位在所述第二槽内时，所述阀杆在所述未锁定位置上并保持在所述打开位置上。
17.如权利要求13所述的阀，还包括环形阀座件，其中当所述阀杆在所述闭合位置上时，所述阀杆的所述基部密封地接合所述阀座件。
18.如权利要求17所述的阀，其中当所述阀杆在所述打开位置上时，所述阀杆的所述基部从所述阀座件间隔开。
19.如权利要求17所述的阀，其中所述阀座件连接至所述环形壁。
20.一种可充气物品，包括：
可充气的/可放气的主体，所述主体包括一个或多个壁；以及
安装至所述主体的充气/放气阀，所述阀包括：
(a)外壳，所述外壳包括：(1)圆柱形内壁，所述圆柱形内壁限定开口；和(2)环形壁，所述环形壁从所述圆柱形内壁径向向内且远离所述开口而延伸；以及
(b)阀杆，所述阀杆包括轴和基部，其中所述基部从所述轴径向向外且远离所述开口而延伸，其中所述阀杆连接至所述外壳并且相对于所述外壳可在打开位置和闭合位置之间移动。
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