CN109906332A - 用于充气/放气的阀 - Google Patents

Abstract

阀组件的装置和方法可以集成到充气装置中。阀组件可包括可在壳体内旋转的阀。根据阀的配置，阀可以允许空气单向进入或离开可充气装置。阀系统可以提供一种简单的方式来以最小的努力使用户充气和放气充气装置。

Description

用于充气/放气的阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月24日提交的名称为VALVE FOR INFLATION/DEFLATION的美国临时专利申请号62/354,221的优先权，其全部内容通过引用合并于本文。

技术领域

本公开总体上涉及在诸如空气床垫和垫之类的可充气装置上或与之集成的阀，并且更具体地，涉及可用于对可充气装置进行充气和放气的阀。阀可以是可旋转的，使得空气可以仅在单个方向上流动，并且取决于阀的配置可以允许充气设备的充气或放气。

背景技术

如任何使用过充气装置的人所理解的那样，最常见的是阀容易允许单向气流进入或离开充气装置。具有允许单向通过空气的伞形阀也是常见的。通常还有一个推动或扭转阀，用于在用户(或个人)或诸如风扇或空气压缩机之类的装置将空气吹入充气器后防止空气逸出。单个阀能够提供简单的单向充气和单向放气方法的情况并不常见。

大多数充气垫包括允许空气进出可充气垫的阀。一种类型的普通阀是需要推动和扭转的阀。该阀通过沿逆时针方向推动和/或扭转来工作，这允许空气自由地流入和流出垫。一旦垫膨胀到所需的刚度，然后用户沿顺时针方向推动并/或扭转以锁定阀并防止空气从垫中逸出。

另一种常见的阀是处于静止状态的阀，其防止空气进出可充气装置或垫。用户必须通过向阀施加压力(通常从两个不同的侧面)或挤压阀来使阀变形，这打开了空气自由地进入或离开垫或其他可膨胀元件(例如管)的通路。

另一种常见的阀是如前所述的伞形阀。伞形阀通常是橡胶翼，其用小橡胶延伸构件推动刚性框架并且模仿伞的外观。橡胶翼通过气压推动刚性框架。通常，伞形阀允许空气流入可充气垫，并且垫内的空气压力将橡胶翼推向刚性框架，防止空气从垫中逸出。用户能够通过将橡胶翼从刚性框架上压下或者从刚性框架中挤出来克服空气压力，从而允许空气从垫中逸出。

当涉及具有阀的可充气构件时，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，但允许阀容易地旋转，因此气流的单向方向由用户简单地决定。

发明内容

至少在一个方面，本公开涉及一种阀系统，更具体地，涉及一种用于使可充气装置(例如气垫)充气和/或放气的空气阀。阀可包括容纳阀的壳体。壳体可以集成到充气装置的衬里中并固定到充气装置上。出于本公开的目的，“集成”是指充气装置本身的一部分，不可拆卸且不与其分开或整体形成。阀固定在外壳上，可以永久固定或可逆固定。壳体还可以包括耦接到壳体的帽，该帽可以提供用于防止空气逸出的附加特征。

阀可以完全或部分地位于壳体内，并且可以绕轴线旋转。阀旋转特征可允许阀在壳体内自由旋转，以允许空气进入充气装置或从充气装置排出。止动件可以定位在壳体内，以允许阀仅从“充气位置”旋转180度到“放气位置”，反之亦然。阀可以牢固地安置在壳体内，以防止任何空气进入或绕阀的外边缘逸出，该外边缘与壳体的内环接合。

阀可以包括刚性中心部分，其接合伞形阀或橡胶翼，其平放在阀的中心部分，允许单向通过空气，因为气压将翼推向开口，其中中心部分防止空气逸出。该阀配置成允许容易充气和放气而没有不必要的压力、力、扭曲、挤压等。

该阀可以与任何需要充气或放气的装置一起使用，并且可以不仅仅用于充气和放气；例如，水或其他液体也可以以类似的方式使用。预期该阀可用于任何充气床垫或睡垫、泡沫垫(也称为自充气垫)、充气水或雪玩具、可充气气囊、轮胎、玩偶、玩具、筏、船、枕头等。如下面的详细说明所示，单向阀设计将为自充气垫提供巨大的益处，因为当用户想要进气时，阀将仅允许空气进入垫，并且当用户想要排出空气时，阀仅允许空气排出。此外，本文考虑的阀在试图给充气装置充气时为用户提供不需要的空气“逸出”。

阀系统具有多于本发明内容中所述的多种用途。从随后的描述、附图和所附权利要求，本领域普通技术人员将清楚所公开主题的各个方面的其他方面以及特征和优点。

附图说明

图1是具有壳体和帽的阀系统的仰视图；

图2是具有壳体、帽和阀的图1的阀系统的横截面侧视图；

图3是具有阀和壳体的图1的阀系统的横截面侧视图；

图4是具有阀和壳体的图1的阀系统的俯视图；

图5是具有壳体和帽的图1的阀系统的仰视立体图；

图6是阀的俯视图；

图7是图6的阀的横截面侧视图；

图8是图6的阀的横截面侧视图；

图9是图6的阀的立体图；以及

图10是图1的阀系统的替代实施例的俯视图，其中阀旋转90度。

图11是阀和壳体的替代实施例的立体图；

图12是具有多个帽的壳体的替代实施例的立体图，该帽可以形成阀；

图13是具有杠杆的阀的替代实施例的立体图；

图14是具有按钮致动器的替代实施例的立体图；

图15是在第一配置中与可膨胀元件集成的阀的替代实施例的立体图；

图16是在第二配置中与图15的可充气元件集成的替代实施例阀的立体图。

具体实施方式

以下描述阐述了用于充气装置的阀系统的单独实施例。阀系统可用于通过允许单向通过空气(或用于给装置充气的其他介质，例如水)来对可充气装置进行充气、放气或两者。另外，本文描述的阀系统可以通过绕过单向阀来允许大规模放气。当处于第一配置时，阀可允许空气进入充气装置，同时防止空气通过阀从充气装置中反转。当处于第二配置时，阀可以允许空气从充气装置中通过，同时防止空气通过阀反转到充气装置中。

图1和图2示出了阀系统10，其具有壳体12、耦接到壳体12的帽14和至少部分地定位在壳体12内的阀16。壳体12可以围绕壳体12的外环18集成到或固定到可充气装置上。壳体12可包括开口13，开口13部分地并且可能完全穿过壳体12的主体。外环18可以通过其他气密装置焊接、胶合或固定到可充气装置上。壳体12还可包括顶部20或面向外的部分，以及底部22或面向内的部分，其中面向内的部分22可位于充气装置内。面向内的部分22的形状可以略微为半球形，而面向外的部分20可以基本上是平的。面向外的部分20可以包括面21，面21可以定位成与充气装置齐平，或者可以略微升高到充气装置的主体上方。

壳体12可包括内壁23和朝向开口13的中心轴线延伸的内环24，其中内环24可配置成接收阀16。内环24可包括在内环内的至少两个切口26，切口26配置成接收从阀16的外壁30突出的至少一个销28。至少一个销28可包括两个或多个销28，并且可在阀16的相对侧上延伸。销28可以位于单个入口上并且可以以互补配合和平衡配合接合切口26，其可以是压配合、搭扣配合或允许销28在切口26内自由旋转而不脱离切口26的其他方式。允许销28自由旋转，转而允许阀16沿着销28定位的同一轴线在壳体12内旋转。

凸缘31可以从壳体12延伸，并且更具体地从面向外的部分20和面21延伸到帽14。当帽14处于打开配置时，凸缘31可以与面21齐平。凸缘31可以比帽14和壳体12窄，或者它可以与两者的宽度基本相同。凸缘31可以由与盖14相同的材料构成，或者可以是更具可模制性、柔韧性的或柔性的材料(即橡胶)，以允许帽14使凸缘31变形并与壳体12接合。凸缘31可以容易地操纵以弯曲，因此帽14可以固定在壳体12的面向外的部分20上。帽14可包括唇缘32，唇缘32可在壳体12的外环18内滑动并与周向凸缘34接合，周向凸缘34可与唇缘32互补。必须向帽14施加力以使唇缘32克服周向凸缘34并且可逆地将帽14固定到壳体12上。同样，必须施加相反的力以使帽14与壳体12脱离。应当理解，可存在类似的接合特征，其中帽14接合外环18的外边缘而不是内边缘。帽14可以提供辅助或备用气密密封。

参考图3和图4，阀16可以是基本上圆柱形的，或者可以包括球形截头锥体，具有外壁30和内壁36。外壁30除了包括从外壁30沿相反方向延伸的至少两个销28之外，还可包括第一止动件38和第二止动件40，第一止动件38和第二止动件40可沿与销28不平行的方向延伸。止动件38和40可以从销28垂直延伸或基本上90°延伸。这些止动件38、40可以是倒钩状的突起或脊，它们彼此相对地延伸。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，以接合止动件38、40并且允许止动件38、40与壳体的内环24齐平。止动件38、40可以分别接合第一和第二空隙42、44，并且可以分别将阀16可逆地固定在第一配置和第二配置中。接合可以通过压配合或搭扣配合等，使得必须施加相当大的使用力以使止动件38、40与空隙42、44脱离接合。

阀16的外壁30可以抵靠壳体12的内环24接合，形成密封件，该密封件可以是气密的，防止空气围绕外壁30通过。可以使用O形环或类似的密封件来形成密封件，或者甚至可以使用内环24和外壁30之间的其他合适材料的压配合来形成密封件。O形环可以使外壁30与内环24接合。稍微旋转阀16可以破坏密封件并允许空气通过开口13绕阀16自由流动。

虽然可以使用销28，但是应当理解，外壁30的圆形特性可以允许阀16在外壁30上的任何点处接合壳体12。由于壳体12在无限多个位置接合外壁30，它将允许阀16在阀的任何轴上旋转或转动，其中外壁30上的两个点与壳体12接合，其中两个点在阀16的外壁30上彼此相对或几乎相对。

在这种情况下，阀16能够绕任意数量的轴自由旋转，通过O形环的密封或其他摩擦配合可以使阀稳定在充气配置或放气配置中，该摩擦配合防止空气至少在单向方向上自由地进入或离开充气装置。摩擦配合使阀16稳定在用户期望的配置中，同时允许阀16绕任何轴线自由旋转，这是因为阀16在壳体12内的摩擦配合。

参考图5，面向内的部分22描绘为具有球形截头锥体的半球形。应当理解，该形状不限制阀系统，并且仅是可能的面向内的部分22的一个再现。虽然该图可以描绘半球形状，但是可以使用任何多边形或类似的圆形形状。此外，面向内的部分22可以是保持架，具有用于空气通道的开口的实心，或其他类似的设计，其伸入充气装置中以允许阀16的容易充气/放气和旋转，而不会“卡住”或不受充气装置内部的限制。

帽14可包括从帽14的主体延伸的突片46。突片46可以允许用户容易地克服将帽14从壳体构件12拉出所需的力。

参考图6-9，示出了阀116的替代实施例。阀116可包括内壁136和外壁130。类似于先前的实施例，销128可以从外壁130远离阀116的中心轴线并沿相反方向延伸。阀116可包括脊102，脊102可从外壁130围绕阀116周向向内突出。或者，脊可以从内壁136向外突出。阀116还可包括中心环104，其具有横跨中心环104延伸的支撑构件106，从而形成两个窗口108以允许空气通过中心环104。支撑构件可以从阀的内壁136的相对端延伸。孔105可以定位在支撑构件105内，该孔105可以配置成接收和接合盖或止动件的柱。盖可以由高柔韧性材料构成，例如橡胶。盖可以基本上类似于伞形阀。柱可以包括球形部分，防止柱在一个方向上从孔中退出，除非通过相当大的力克服。盖可以防止柱从相反方向从孔中退出。在第一配置中，盖可以允许空气在单向方向上通过，其中空气可以在从柱朝向盖的方向上通过窗口108单向自由地进入可充气装置，从而空气从充气装置外部自由流动到内部。空气不会从盖到柱的方向通过，因为阀116的盖侧上的空气压力推动盖抵靠中心环104和支撑构件105产生气密密封。可以通过用户提供的一些力克服气密密封。

在第二配置中，阀116在壳体12内旋转，空气以与前述相同的方向通过；然而，因为阀已经旋转，所以气流在单向方向上自由地从充气装置内部流到外部。

止动件138可以是倒钩状突起或脊，其从外壁130沿可与销128成90度角的方向延伸。止动件138可以与第一止动件切口42中的壳体12的内环24齐平。虽然该实施例可以描绘单个止动件138，但是可以在壳体12中使用多个止动件和互补的切口。根据阀116的配置，无论是处于第一配置还是第二配置，第一止动件切口42和第二止动件切口44均可单独地接合单个止动件138。类似于先前的实施例，将止动件138可逆地固定到切口42、44中的一个中，以与先前在此描述的方式相同的方式完成。

参考图10，描绘了在壳体12内部分旋转的阀116的第三配置。阀116的部分旋转可在阀116的任一侧上形成开口。这些开口可以允许空气自由地进入或逸出，或者如前所述，允许空气进行充气装置的大规模放气。

壳体12、帽14和阀16的形状可以是圆形或圆柱形，使得每个可以互补。应当理解，壳体12、帽14和阀16可以是任何多边形、圆锥形、圆柱形或球形，其可以实现与本文所示相同的设计。

参考图11，阀系统210的单独实施例描绘为具有壳体212和外环218。壳体212可以比先前的实施例更长或更圆柱形，从而提供用于空气通过的更长的开口213。阀216可包括外壁230，外壁230具有密封开口213的O形环232。阀216可以在任何轴上旋转，并且在任何数量的位置处接合壳体212的内壁236，以允许阀216旋转。

或者，阀216或单独实施例的阀可从壳体移除并旋转90度或用户所需的任何角度，并定位回壳体中。

参考图12，描绘了阀系统310的单独实施例。阀系统310包括具有外环318的壳体312。阀系统310还可包括第一阀316和第二阀316'，其通过插入或拔出单独的阀316、316'来改变单向气流的配置。阀316、316'可以像翼一样接合壳体312。第一阀316和第二阀316'均可包括将相应的阀固定到壳体312的凸缘。阀的凸缘可以对齐或可以是不对齐的。阀316、316'在与壳体接合时可包括与壳体312的开口对准的共同中心轴线。第一阀316可以插入壳体312的开口中，并且第二阀316'可以插入第一阀316的开口中。与前一实施例类似，如果两个阀316、316'都从壳体脱离接合，则可能发生大规模放气。

参考图13，阀系统410的替代实施例描绘为具有壳体412和杠杆420。壳体可以包括类似于先前实施例的环418，但是可以是任何多边形形状。阀可以位于壳体412内，其功能类似于本文所述的任何前述实施例。壳体412可包括驻留在壳体412的外部主体上的保持架414或通道。保持架414可以保护阀。杠杆420可以通过用户基于用户的期望将杠杆翻转到多个位置来操纵内部阀。杠杆420可以绕轴180度旋转，其中将杠杆420翻转到一端允许空气单向流入充气装置并且将杠杆420翻转到相对端允许空气单向流出充气装置。如果杠杆操纵到中间点或两端之间的任何位置，则可允许如本文先前所述的充气装置的大规模放气。

阀系统410的该实施例可以与先前的阀系统210不同，除了阀由杠杆420操纵而不是用户旋转阀216本身。

参考图14，描绘了阀系统510的替代实施例。阀系统510可包括壳体512和致动机构514或按钮。按钮可以操纵壳体512内的阀。阀可以处于允许空气单向流入充气装置的第一配置中，并且当按钮514被推或拉时，它将阀致动到第二配置，允许单向流出充气装置。类似于点击笔的致动，致动机构514改变阀的配置，允许空气仅根据致动机构514的按压或拉动而单向但相反的方向流动。

参考图15和16，描绘了阀系统610的替代实施例。阀系统610可包括壳体612内的阀616，具有第一配置611和第二配置613。阀616可以物理地或手动地从壳体612移除并旋转180度，然后重新插入壳体612中。第一配置611允许单向气流使充气装置放气，而第二配置613允许单向气流使充气装置充气。

可用于壳体12的材料可包括可焊接到充气装置中的聚氨酯。聚氨酯的硬度可以在92-95之间。阀16、116可以由可以接合O形环的较硬塑料构成，或者阀16、116可以是密封壳体12的另一种材料。帽14可以由与壳体12类似的材料构成，其中将帽14耦接到壳体12的凸缘是更可弯曲的塑料或橡胶。

尽管前述公开内容提供了许多细节，但这些细节不应解释为限制任何随后的权利要求的范围。可以设计其他实施例，其不脱离权利要求的范围。来自不同实施例的特征可以单独使用或组合使用。因此，对于落入权利要求范围内的所公开主题的所有添加、删除和修改都将包含在其中。每个权利要求的范围仅由其简明的语言和其要素的可用法律等同物的全部范围表示和限制。

Claims (22)

1.一种阀组件，包括：

充气装置；

与充气装置集成的壳体，所述壳体配置成与阀接合；

帽；以及

阀配置成围绕壳体内的轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其中壳体包括：

第一切口和第二切口；以及

至少一个位于壳体的内壁内的空隙。

3.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀包括：第一销和第二销，其中第一销接合第一切口，第二销接合第二切口，其中第一和第二销定位在单个可旋转轴上，并且其中阀可绕第一和第二销旋转。

4.根据权利要求3所述的阀组件，其中销在第一和第二切口内可逆地固定到壳体上。

5.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀包括第一配置，其中空气能够仅在单向方向上穿过阀进入充气装置。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀包括第二配置，其中空气能够仅在单向方向上从充气装置中穿过阀。

7.根据权利要求1所述的阀组件，其中阀包括外壁，所述外壁密封抵靠壳体的内壁。

8.根据权利要求2所述的阀组件，其中阀包括第一止动件，所述第一止动件配置成牢固地接合壳体的内壁中的至少一个空隙。

9.一种系统，包括：

充气装置；

与充气装置的周边的一部分集成的壳体，所述壳体配置成与阀接合；

阀配置成围绕壳体内的轴线旋转。

10.根据权利要求9所述的系统，包括：固定到壳体的帽，其中所述帽柔性地连接到壳体上。

11.根据权利要求9所述的系统，其中阀包括：

阀内的至少一个开口；

支撑构件，从阀的内壁的相对端横穿至少一个开口；以及

开口盖，配置成覆盖整个至少一个开口。

12.根据权利要求11所述的系统，其中开口盖固定至支撑构件上。

13.根据权利要求9所述的系统，其中壳体包括：

第一切口和第二切口；以及

位于壳体的内壁内的至少一个空隙。

14.根据权利要求9所述的系统，其中阀包括：第一销和第二销，其中所述第一销接合第一切口，所述第二销接合第二切口，其中第一和第二销定位在单个可旋转轴上，并且其中阀可绕第一和第二销旋转。

15.根据权利要求14所述的阀组件，其中销在第一和第二切口内可逆地固定到壳体上。

16.根据权利要求9所述的阀组件，其中阀包括第一配置，其中空气能够仅在单向方向上穿过阀进入充气装置。

17.根据权利要求9所述的阀组件，其中阀包括第二配置，其中空气能够仅在单向方向上从充气装置中穿过阀。

18.根据权利要求9所述的阀组件，其中阀包括外壁，所述外壁密封抵靠壳体的内壁上。

19.根据权利要求14所述的阀组件，其中阀包括第一止动件，所述第一止动件配置成牢固地接合壳体的内壁中的至少一个空隙。

20.一种使用阀组件的方法，包括：

提供充气装置；

将壳体集成在充气装置的周边上；

将阀定位在壳体内；

将壳体内的阀旋转到第一配置，其中第一止动件接合第一空隙；

通过从充气装置外部向充气装置内部沿第一单向方向推动空气来使充气装置充气；并

防止空气从充气装置内部逸出。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

将壳体内的阀旋转到第二配置中，其中第一止动件接合第二空隙；

通过从充气装置内部向充气装置外部沿第二单向方向推动空气使充气装置放气；以及

防止空气进入充气装置。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：

使第一止动件从第一空隙或第二空隙脱离接合；并且

将阀旋转到小于180度的第三配置。