CN109253288A - 用于表的安全阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全阀(1)，其包括：‑用于固定到表壳(4)的管(3)，‑安装成围绕所述管(3)转动的中空头部(2)，‑相对于中空头部(2)固定安装的第一元件，以及‑与中空头部(2)成一体的第二元件，其特征在于，所述第一元件和所述第二元件均包括允许气体流动的一条或多条通道(12，13)，所述中空头部(2)的转动运动允许所述第一元件和所述第二元件的通道(12，13)连通，以在所述表壳(4)内部存在过压的情况下使气体从表壳的内部逸出到表壳的外部，或者相反地，允许第一元件和第二元件的通道(12，13)移出对齐状态以防止气体逸出。

Description

用于表的安全阀
技术领域
本发明涉及一种用于表的安全阀，并且更具体地是用于潜水的腕表的安全阀。本发明还涉及具有所述阀的表。
背景技术
在饱和潜水时潜水员吸入含有氦气和氧气的混合气体，在一些潜水表中有氦气泄放阀，用于去除在饱和潜水期间渗入表壳的氦气。这允许潜水员待在潜水钟内或水下作业仓内长达数天。在这一时段中，氦气可能渗入表。当没有这种阀时，由渗入的氦气导致的过高内部压力可能导致表在减压阶段损坏，例如，表镜会由于弹出或破裂而损失。
氦气泄放阀可以是手动的或自动的。手动阀的操作是通过简单地将例如为头部的密封元件上紧至表壳中间部件上而进行的，与螺旋式表冠的方式相同。手动阀的缺点在于，如果阀在使用后未被再次上紧，则表是不防水的。自动阀，顾名思义，当表壳内部和外部环境之间的压差达到临界阈值时被自动地启动。第一种类型的自动阀是用户无法阻断的类型，其原理记载在瑞士专利CH491246中。在大多数情况下，这种阀安装成与表壳中间部件平齐，采取限制表壳内部的压力的简单的阀形式。这种类型的阀的缺点在于，其自动打开而不能阻止气体逸出，且因此不能阻止流体进入表，这在潮湿环境中进行减压时是有问题的。为了克服这个缺点，如欧洲专利EP 0554797中所述，存在第二种类型的自动阀，其可以由用户通过旋紧/旋松头部来操作，这导致头部轴向移位。如在欧洲专利EP 2685327中所公开的，该第二种类型的阀可以结合在按钮中。
EP 0554797的阀包括具有裙部的中空头部和通过轴所延伸的中央芯体。头部可以旋拧到管上，所述管附接到形成表壳的一部分的表壳中间部件上。该管包括一个底部，轴具有间隙地穿过该底部。芯体和轴被螺旋回复弹簧包围。弹簧的第一端支承在头部下面。弹簧的第二端支承在环上，所述环又压缩设置在管的底部上的第一密封垫圈。与管相对地在头部下面设置第二密封垫圈。当头部旋拧在管的螺纹部分上时，第二密封圈被压在管上。之后，阀不工作，并且经由第二垫圈和弹簧对第一垫圈的作用而完全地密封。当头部旋松时，头部下面的第二垫圈不再起作用，并且当表壳内部的压力大于外部压力时，管的底部的垫圈能够克服弹簧的回复力而上升。于是将气体从表内部排出到外部。
该第二种类型的阀具有头部通过螺纹安装在管上的缺点。鉴于此，在其整个寿命周期中，头部主要处于休止位置，即，拧入位置，因此存在当松开的时间到来时用户将不再能够将其松开的风险。此外，在管上过度地旋紧头部会有随着时间的推移而损坏位于头部下面的第二垫圈的风险。相反地，头部的旋紧不足有将其保持在打开位置的风险。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的主要目的是，提出一种结合了需要用户干预的自动阀的优点的新型的氦气泄放阀，同时省去了用于头部和管之间的连接的螺纹。
为此，本发明提供了根据权利要求1所述的阀。
优选地，该阀包括安装成仅围绕管转动的头部，即，没有头部经由螺纹的轴向移动。头部能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置，气体能够在过压情况下逸出到表壳外部，在所述关闭位置，气体被防止逸出。更具体地说，本发明涉及一种包括第一固定元件和第二可动元件的阀，所述第二可动元件的运动与头部的角向运动相关联。两个元件均设有一个或多个孔或凹槽。根据本发明，两个元件之间的相对运动使得在需要让气体逸出时可以将每个元件的孔设置成流体连通，或者相反地，通过不将每个元件的孔设置成面向彼此而阻止气体逸出。
从权利要求书中阐述的特征以及从下面参考附图对本发明的详细描述中，其它优点将显现，所述附图为非限制性示例。
附图说明
图1至4是固定在表壳上的本发明的氦气泄放阀的剖视图。在图1和图2中，头部处于关闭位置。在图1中，表壳内部和外部之间的压力基本相等，在图2中，表壳内部存在过压。在图3和4中，头部处于打开位置。在图4中，表壳内部和外部之间的压力差使气体逸出到表壳外部。
图5和6示出了图1至4的氦气泄放阀的变型。在图5中，阀处于关闭位置，表壳的内部压力和外部压力基本相等。在图6中，阀处于打开位置，表壳内部的过压导致气体逸出到表壳外部。
具体实施方式
本发明涉及一种氦气泄放阀，其也将被称为安全阀。
在图1和5中示出的安全阀1包括圆柱形中空头部2，该中空头部2安装在沿轴线A延伸的管3上，管3例如通过拧入而固定到表壳4上。阀1包括与中空头部2一体的轴5，轴5在由中空头部2和管3界定的体积内延伸并穿过设置在阀的下部中的台阶部6。头部2围绕管3在打开位置和关闭位置之间可转动地安装，在打开位置，气体能够逸出到表壳外部，在关闭位置，气体被防止逸出。图3(以及图4和6)和图1(以及图2和5)分别示出打开位置和关闭位置。
如图1所示，阀1具有双重密封，一方面，垫圈7抵靠着台阶部6布置在管3内，另一方面，聚合物材料8填充阀的内部容积的上部。环形聚合物材料8填充由中空头部2的内壁、管3的上端部和轴5界定的空间(材料8a)，并可以部分地延伸到管3内的由管3的内壁和轴5限定的空间(材料8b)。
阀1在管3内且在腔室9内包括弹簧10，弹簧10环绕轴5，弹簧10的一端搁置在聚合物材料8上并且另一端搁置在环11上，该环11在内部压力P2和外部压力P1基本相等或者在P1高于P2(例如在水下)时抵靠着台阶部6压缩垫圈7。
根据本发明，聚合物材料8包括至少一个开口孔12，该孔12在轴5与管3的内壁之间或轴5与中空头部2的内壁之间的环形材料的厚度上延伸。在图1的构型中，聚合物材料8包括两个通孔12a和12b，所述通孔12a和12b以不连接的方式布置在材料的不同高度处。第一孔12a穿过材料8a，第二孔12b穿过材料8b。
在其圆周的一部分上，轴5包括凹槽13，当凹槽13与所述通孔12a、12b相对地放置时(图3)，凹槽13与两个通孔12a和12b连通。
根据本发明，路径14布置在聚合物材料8b和管3的内壁之间，以允许气体从腔室9朝向第二孔12b流动。
在所示的示例中，阀1包括另一弹簧15，该另一弹簧15围绕轴5朝向轴的基部布置在台阶部6下方。这个弹簧的作用是，在头部上施加回复力，以防止头部的任何轴向运动。可以设想其它非弹性装置例如推力球轴承等来执行该功能。此外，根据本发明，头部围绕轴线A在打开和关闭位置之间的角向位移可以由止动部(未示出)来限制。
聚合物材料被制成足够弹性以在被弹簧反复压缩之后以持久方式执行其密封功能。例如，材料的选择可能倾向于聚氨酯——特别是(来自Swatch Group R&D的聚合物部门的材料)、弹性体(NBR等)、热塑性塑料(PEEK、PA等)、热固性材料或其它复合材料，其例如使用纤维或纳米颗粒(例如碳、纤维素等)增强。根据本发明，由聚合物材料制成的圆柱体可以被压入到管中并且轴被压入到所述圆柱体中。
图1至4示出了根据本发明的阀的工作情况。在图1和2中，头部2处于关闭位置，即，两个孔12a、12b不面向设置在轴5中的凹槽13。在表壳内部压力(压力P2)和外部环境压力(压力P1)之间不存在压力差(压力P1＝P2)的情况下，垫圈7抵靠着台阶部6被压缩并且阀完全密封(图1)。当表壳内部存在过压(P2>P1)时，由于氦气压力使垫圈7升起(图2)，垫圈7不再起作用。尽管如此，仍然通过聚合物材料8确保了阀的密封。
将头部围绕轴线A转动小于360°的给定角度，在图3和图4所示的示例中为180°，将头部置于打开位置。在打开位置，凹槽13与孔12a、12b的一端相对放置，以使表壳的内部和外部流体连通。如果内部压力等于外部压力(P1＝P2)，则垫圈7保持抵靠着支承台阶部6被压缩并且因此阀保持密封(图3)。相反地，当内部压力超过外部压力(P2>P1)预定值而足以抵消第一弹簧10的回复力的时，垫圈7也变得不起作用，这允许气体逸出到表壳外部以平衡压力(图4)。气体从阀的底部流过管3和轴5之间的间隙，并依次通过腔室9、路径14、第二孔12b、凹槽13、第一孔12a以及管3的外壁与头部2的内壁之间的间隙19，从而最终被释放到表壳4的外部。
可以设想根据本发明的阀的其它构型。例如，可以在聚合物材料中形成单个通孔并且在轴中设置凹槽，在头部处于打开位置时该凹槽直接使容纳弹簧的腔室与通孔连通。因此，在不脱离本发明的范围的情况下可以有几种构型。
就这一点而言，图5和图6示出了根据本发明的阀1的变型，该变型基于在将阀的头部转动之后使孔相对的相同原理。在该变型中，例如由陶瓷制成并具有一个或多个孔12的第一盘形件16设置在头部2的下方并与轴5形成一体。在第一盘形件16的下面设置例如由陶瓷制成的第二盘形件17，所述第二盘形件17固定到管3并与管3成一体。该第二盘形件17也设有一个或多个孔12，一旦头部2已移动到其打开位置，所述孔12将定位成与第一盘形件16的孔相对。在所示的示例中，孔12正好穿过每个盘形件16、17，并且允许气体经由头部2和第一盘形件16之间的间隙逸出。可以设想未示出的其它构型，例如具有穿过第一盘形件并且允许气体横向逸出到管的外壁和中空头部的内壁之间的间隙中的弯曲孔。类似地，与轴成一体的第一盘形件可以位于第二固定盘形件的下方。优选地，在两个盘形件16、17之间设置多孔膜18(例如Gore-膜)，以确保即使当头部处于打开位置时阀也是防水的。
部件列表
(1)安全阀
(2)中空头部
(3)管
(4)表壳
(5)轴
(6)台阶部
(7)垫圈
(8)聚合物材料
(8a)第一空间中的聚合物材料
(8b)第二空间中的聚合物材料
(9)腔室
(10)弹簧
(11)环
(12)孔
(12a)第一孔
(12b)第二孔
(13)轴中的凹槽
(14)路径
(15)另一弹簧
(16)第一盘形件
(17)第二盘形件
(18)膜
(19)间隙

Claims (17)

1.一种安全阀(1)，其包括：
-用于固定到表壳(4)的管(3)，
-中空头部(2)，所述中空头部(2)安装成围绕所述管(3)转动并且设置有延伸到所述中空头部(2)的中空部分中的轴(5)，
-相对于所述中空头部(2)固定安装的第一元件，以及
-与所述中空头部(2)成一体的第二元件，
其特征在于，所述第一元件和所述第二元件均包括允许气体流动的一条或多条通道(12，13)，所述中空头部(2)的转动运动允许所述第一元件和所述第二元件的通道(12，13)连通，以在所述表壳(4)内部存在过压的情况下使气体从所述表壳的内部逸出到所述表壳的外部，或者相反地，允许所述第一元件和所述第二元件的通道(12，13)移出对齐状态以防止气体逸出。
2.根据权利要求1所述的安全阀(1)，其特征在于，所述第一元件是放置在所述中空头部(2)内的聚合物材料(8)，所述第二元件是所述轴(5)。
3.根据权利要求2所述的安全阀(1)，其特征在于，所述聚合物材料(8)填充在所述管(3)的一个端部、所述中空头部(2)和所述轴(5)之间的第一空间(8a)。
4.根据权利要求2所述的安全阀(1)，其特征在于，所述聚合物材料(8)还延伸到在所述管(3)和所述轴(5)之间的第二空间(8b)中。
5.根据权利要求3所述的安全阀(1)，其特征在于，所述聚合物材料(8)包括用作通道的第一孔(12a)，所述第一孔(12a)穿过在所述中空头部(2)和所述轴(5)之间的第一空间(8a)。
6.根据权利要求4所述的安全阀(1)，其特征在于，所述聚合物材料(8)包括用作通道的第二孔(12b)，所述第二孔(12b)穿过在所述管(3)和所述轴(5)之间的第二空间(8b)。
7.根据权利要求2所述的安全阀(1)，其特征在于，所述轴(5)在其圆周的一部分上包括用作通道的凹槽(13)。
8.根据权利要求7所述的安全阀(1)，其特征在于，所述凹槽(13)在所述轴(5)上延伸的高度至少等于将所述第一孔(12a)和所述第二孔(12b)隔开的距离。
9.根据权利要求6所述的安全阀(1)，其特征在于，在位于所述第二空间(8b)中的所述聚合物材料(8)和所述管(3)之间在所述第二孔(12b)处布置有路径(14)。
10.根据权利要求2所述的安全阀(1)，其特征在于，所述聚合物材料(8)选自聚氨酯、弹性体、热塑性塑料、热固性材料、增强或非增强的复合材料。
11.根据权利要求1所述的安全阀(1)，其特征在于，所述第一元件是围绕所述轴(5)放置并且与所述管(3)成一体的盘形件(17)，所述第二元件是与所述轴(5)成一体并叠置在所述盘形件(17)上的另一盘形件(16)。
12.根据权利要求11所述的安全阀(1)，其特征在于，在所述两个盘形件(16，17)之间放置有多孔膜(18)以确保所述安全阀(1)是防水的。
13.根据权利要求1所述的安全阀(1)，其特征在于，该安全阀(1)包括用于防止所述中空头部(2)轴向移动的装置，例如弹簧(15)或推力球轴承。
14.根据权利要求1所述的安全阀(1)，其特征在于，所述安全阀包括在所述管(3)内部的弹簧(10)，所述弹簧(10)环绕所述轴(5)，所述弹簧(10)的一端搁靠在所述第一元件上并且另一端搁靠在围绕所述轴(5)放置的环(11)上。
15.根据权利要求14所述的安全阀(1)，其特征在于，所述安全阀包括放置在所述环(11)和布置在所述管(3)中的台阶部(6)之间的垫圈(7)。
16.一种表，其包括由界定密封容积的表壳中间部件、后盖和表镜形成的表壳(4)，在所述密封容积中安装有表机芯，该表机芯具有用于显示时间信息的装置，其特征在于，在所述表壳(4)上安装有根据权利要求1所述的安全阀(1)。
17.一种安全阀(1)，其包括：
-用于固定到表壳(4)的管(3)，
-中空头部(2)，所述中空头部(2)安装成围绕所述管(3)转动并且设置有延伸到所述中空头部(2)的中空部分中的轴(5)，
-相对于所述中空头部(2)固定安装的第一元件，以及
-与所述中空头部(2)成一体的第二元件，其特征在于，所述第一元件和所述第二元件均包括允许气体流动的一条或多条通道(12，13)，所述中空头部(2)的转动运动允许所述第一元件和所述第二元件的通道(12，13)连通，以在所述表壳(4)内部存在过压的情况下使气体从所述表壳的内部逸出到所述表壳的外部，或者相反地，允许所述第一元件和所述第二元件的通道(12，13)移出对齐状态以防止气体逸出，所述第一元件和所述第二元件的所述通道(12，13)在不需要所述第一元件和所述第二元件存在任何相对轴向移动的情况下进入连通和不连通的状态。
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