CN112469268A - 动物给水阀 - Google Patents
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Abstract
一种动物给水阀(10)包括：壳体(12)，该壳体具有上游端(18)、下游端(14)和在它们之间延伸的孔(42)；至少部分地位于孔中的阀元件(50)和阀致动器(46)；以及插件(118)，其设置在孔中、阀元件的上游。插件(118)包括沿着插件的长度延伸的网格结构(132)。阀元件(50)可以是设置在孔内以将孔分成上游部分和下游部分的隔膜。阀致动器(46)具有阀杆，该阀杆具有从阀杆头(98)向下游延伸并穿过壳体的出口的阀杆体(100)。隔膜包括密封表面，该密封表面具有第一和第二环形脊(88)以及设置在该脊之间的凹槽(90)。具有盖(136)和盘(140)的阀杆帽(134)联接至阀杆的下游端。盘(140)在出口的上游的位置从阀杆径向地延伸。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月18日提交的美国临时申请第62/686,338号的优先权，其全部内容通过引用明确地并入本申请。
背景技术
1、技术领域
本发明总体上涉及一种动物给水阀，并且更具体地，涉及一种具有改进的流动特性和过滤能力的动物给水阀，用于防止该阀内的上游和下游污染问题。
2、相关技术的讨论
动物致动的给水阀是公知的。在2016年9月6日授予Edstrom Industries公司(现为Avidity Science，LLC)等的美国专利号为No.9,433,190(“Avidity Science专利”)中公开了一种这样的阀。在Avidity Science专利中公开的阀包括一个壳体，该壳体具有通过细长的纵向孔连接的入口和出口、位于孔内的隔膜、位于孔内并在隔膜与出口之间的阀座以及具有相对较宽的阀杆头和从阀头向下游延伸到孔中的相对较窄的细长杆的阀杆。阀头通过呈弹性O形环的形式作用在其下游表面上的阀座以及位于其上游表面上的隔膜而保持在适当位置。该杆可由动物选择性地偏转，以使阀头相对于阀座从就座位置枢转到非就座位置，以使得水能够流过隔膜，穿过纵向孔并流出出口。
Avidity Science专利中公开的阀效果很好，但存在一些缺点。
例如，Avidity Science专利的阀座限制了杆的偏转。另外，隔膜、阀座和阀杆头容易将碎屑卡在它们之间，这将导致阀杆头无法完全与阀座配合。也就是说，碎屑自身可能会沉积在阀座和阀杆头之间，这会在阀杆头和阀座之间保持开口，从而使水流过隔膜和阀座。
Avidity Science专利中公开的阀包括管道过滤器，该管道过滤器设置在壳体的上游端。管道过滤器被描述为可能是筛网、纤维或烧结金属。这种过滤器通常为0.1mm厚，且带有单层开口，以使水流过。这样，在开口内的几块甚至一部分碎屑的堆积能够明显限制水流过过滤器，并且也限制水流过阀。
另外，尽管Avidity Science专利认识到需要提供一种防护罩，以防止动物将垫料塞入阀中，同时还可以抵抗动物的撕裂，但所公开的防护罩仍易于使垫料粘在防护罩上，并且抑制水流。
因此，需要一种具有改进的过滤的动物给水阀，该给水阀有效但又不易受到限制，从而可能限制水流过该阀。
此外，需要一种具有隔膜和阀杆设计的动物给水阀，该阀杆设计能够防止碎屑堆积，以确保阀杆头不会保持在非就座位置。也就是说，需要一种具有两个或更多个密封表面的隔膜，以提供密封冗余，进而确保在隔膜和阀杆头之间积聚的碎屑不会妨碍密封表面正确地就座并完全切断水流。
另外，需要一种动物给水阀，该给水阀更确定地防止碎屑进入阀的下游端并将阀保持在致动位置。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种动物给水阀包括壳体，该壳体具有上游端、下游端和形成在该壳体中并从上游端延伸到下游端的孔。阀元件和阀致动器位于孔中。给水阀还包括设置在壳体的上游端与阀元件之间的孔内的插件。插件包括沿插件的长度方向延伸的网格结构。插件的上游端可以与壳体的上游端齐平。
网格结构可以包括尺寸在20至100微米之间的孔隙。更典型地，网格结构可以包括尺寸为50微米的孔隙。
插件的长度可以是2-8mm。更典型地，插件的长度可以是4mm。
根据本发明的另一方面，一种动物给水阀包括壳体，该壳体具有上游端、下游端和形成在该壳体中并从上游端延伸到下游端的孔。阀元件和阀致动器位于孔中。阀元件包括被构造成将孔分成上游部分和下游部分的弹性隔膜，并且阀致动器包括具有阀杆头和从阀杆头向下游延伸的阀杆体的相对刚性的阀杆。阀杆头设置在隔膜的阀杆座内并被隔膜包围。
隔膜可以包括外套环和内套环。内套环具有密封表面，该密封表面被构造成将孔的上游部分与孔的下游部分密封隔开，从而使阀杆的致动打开密封件并使得液体能够从孔的上游部分流到孔的下游部分。
密封表面可以具有两个或更多个脊和形成在脊之间的至少一个凹槽。每个脊能够独立地将孔的上游部分与孔的下游部分密封隔开。
隔膜可以包括围绕隔膜周向间隔开并延伸穿过隔膜的多个过孔。多个过孔中的每一个都位于外套环和内套环之间。
根据本发明的另一方面，一种形成动物给水阀的方法包括：1)模制包括阀杆头和阀杆体的阀杆，阀杆体从阀杆头延伸，以及2)模制包括外套环、内套环和阀杆座的弹性隔膜，阀杆座围绕阀杆头。
根据本发明的另一方面，一种动物给水阀包括壳体，该壳体具有出口、入口和形成在该壳体中并从出口延伸到入口的孔。阀元件和阀致动器位于孔中。阀致动器包括设置在壳体内并延伸穿过壳体的出口的阀杆和与该阀杆的下游端联接的防护罩。防护罩具有直径减小的外盖和直径增大的内盘。盘在邻近出口上游侧的位置处从阀杆径向地延伸。
盘的直径大于出口的直径。此外，盘的直径的尺寸被确定为使得在阀杆的偏转期间，防护罩的外边缘横向地保持在出口的外侧。阀杆可能会偏转超过2°并且达到2.7°或更高。
在阅读说明书、权利要求书和附图之后，本发明的其他目的、特征和优点将变得明显。详细的描述和示例增强了对本发明的理解，但并不旨在限制所附权利要求的范围。
附图说明
在附图中示出了本发明的优选示例性实施例，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件，并且在附图中：
图1是根据本发明实施例的动物给水阀的透视图；
图2是图1的动物给水阀的侧视图；
图3是沿着图2中的3-3线截取的图2的动物给水阀的截面侧视图；
图4是根据本发明实施例的与图1的动物给水阀一起使用的阀杆和隔膜组合的透视图；
图5是图4的阀杆和隔膜组合的分解透视图；
图6是图4的阀杆和隔膜组合的侧视图；
图7是沿着图6中的7-7线截取的阀杆和隔膜组合的截面图；
图8是在图7中用“8”表示的阀杆和隔膜组合的一部分的局部放大截面图；
图9是与图1的动物给水阀一起使用的插件的端视图；
图10是图9的插件的网格结构的放大图；以及
图11是动物给水的下游部分的局部放大截面图。
具体实施方式
根据本发明，可以构造如权利要求所限定的各种动物给水阀。该阀可以相对较小，并且设计用于给小鼠给水，或可以较大，并且设计用于给大鼠、豚鼠等给水。它们可以更大，并且设计用于给农场动物(例如猪)给水。因此，尽管现在将描述的本发明的示例性实施例相对较小并且理想地适合于给小动物如实验室小鼠给水，但是应当理解，本发明绝不限于任何所述的实施例。特别地，在本申请中讨论的任何尺寸都是示例性的，并且不一定是临界的。
首先参考图1至图3，示出了动物给水阀10的透视图、侧视图和截面图。动物给水阀10包括壳体12，该壳体具有与出口16相关联的下游端14和与入口20相关联的上游端18。孔42纵向地延伸穿过阀10的阀端14和18。在上游端18和下游端14之间的孔42中设有阀元件50和致动器46。在阀元件50上游的孔42中设置有插件118。在壳体12的下游端14附近设置有防护罩134。
如图3的给水阀10的截面侧视图所示，壳体12可以包括阀体22、联接至阀体22的上游端26的阀盖24以及联接到阀体22的下游端30的阀保护装置28。在本发明的不同实施例中，阀体22、阀盖24和阀保护装置28可以通过螺纹配合、卡扣配合等方式联接在一起。阀体22和阀盖24可以通过设置在阀体22的外表面34与阀盖24的内表面36之间的O形环32的方式来密封。类似地，阀体22和阀保护装置28可以通过设置在阀体22的外表面34与阀保护装置28的内表面40之间的O形环38的方式来密封。
图3还示出了阀体22的下游端30延伸到阀保护装置28中并被该阀保护装置覆盖和包围。如上所述，在该覆盖内，O形环38可以设置在阀体22的外表面34与阀保护装置28的内表面40之间。类似地，阀体22的上游端26被示出为延伸到阀盖24中并被该阀盖覆盖和包围。如上所述，在该覆盖内，O形环32可以设置在阀体22的外表面24与阀盖24的内表面26之间。另外，图3示出了阀体20的外表面24、阀保护装置28的内表面40和阀盖24的内表面26可以被单独地轮廓成形，以容纳它们各自的O形环38、32并确保有效的密封。
孔42沿壳体12的纵向延伸并且从壳体12的入口20延伸到出口16。如图3所示，孔42的直径可以沿孔42的长度变化。尽管本发明的代表性实施例示出了孔42的直径由于沿着孔42的长度的阶梯变化而改变，但是也可以想到，孔42可以沿着孔42的全部或一部分长度渐缩。在本发明的其他实施例中，可以想到，孔42可以在阀体22的整个长度上保持一致的直径。
在本发明的其他实施例中，壳体12可以包括阀保护装置28，该阀保护装置直接联接至阀盖24，并且阀体22设置在阀保护装置中。在本发明的其他实施例中，壳体12可以包括联接在一起的任何数量的单独部分。
如图1和图3所示，壳体12的出口16可以凹入壳体12的下游端14中。阀保护装置28可以包括从出口16延伸到壳体12的下游端14的喇叭形的擦拭表面44。阀杆46形式的阀致动器46设置在壳体12的孔42内，并沿下游方向延伸并穿过出口16，该阀致动器将在下面进一步详细描述。在本发明的代表性实施例中，阀杆46的下游端48终止在壳体12的下游端14之前。换言之，阀杆46的下游端48从壳体12的下游端14向内间隔开。在本发明的其他实施例中，阀杆46的下游端48可延伸超过壳体12的下游端14或与壳体12的下游端14齐平。
在该实施例中，阀元件50包括隔膜50，该隔膜设置在阀盖24的内表面36与阀体22的上游端26之间。仍然参照图1和图3，阀杆46从设置在隔膜50内的上游端52穿过孔42延伸到先前讨论的下游端48。在本发明的一些实施例中，阀杆46的尺寸可以从上游端52处的较大尺寸渐缩到下游端48处的较小尺寸。阀杆46可以以1°的角度渐缩。可以想到，阀杆46的下游端48的直径可以为0.040至0.080英寸，并且更典型地为大约0.6英寸。
接下来参照图4至图8，阀杆46和隔膜50被更详细地示出。阀杆46是相对刚性的。它可以由诸如不锈钢的金属形成。在本发明的本实施例中，它由能够抵抗温度变化和与氯、酸、高压灭菌等有关的化学反应的聚合物材料形成。合适的聚合物的示例包括
聚苯砜、
聚苯砜和HU1004ULTEMTM聚醚酰亚胺。
隔膜50可以由诸如医学级硅树脂的弹性材料或用于承受与纯净水、氯、酸和高压灭菌有关的化学反应的任何其他合适的材料构成。隔膜50的外表面54从隔膜50的上游端56延伸至隔膜50的下游端58，如图3所示，该上游端与阀盖24的内表面36接触，该下游端与阀体22的上游端26接触。隔膜50的中心部分60包括从隔膜50的上游端56凹入且向内间隔开的上游面62和从隔膜50的下游端58凹入和向内间隔开的下游面64。也就是说，隔膜50的中心部分60的厚度小于隔膜50的外表面54的厚度。例如，隔膜50的外表面54可以为0.119至0.131英寸厚，而隔膜50的中心部分60可以为0.102至0.106英寸厚。
中心部分60还包括延伸穿过中心部分并且围绕中心部分60沿圆周间隔开的多个过孔66。尽管本发明的代表性实施例示出了穿过隔膜50的中心部分60形成并且以45°的间隔隔开的八(8)个过孔，但是本发明的其他实施例可以包括以45°以外的间隔隔开的多于或少于八(8)个过孔。在本发明的其他实施例中，过孔66可以以不同的间隔隔开。在本发明的一个实施例中，过孔66可以从上游到下游以1°的角度渐缩。换言之，每个过孔66可以在中心部分60的上游面62处具有较大的直径，而在中心部分60的下游面64处具有较小的直径。
隔膜50还包括外套环68和内套环70，如图5和图7所示。外套环68与隔膜50的外表面54对齐并且从与隔膜50的下游端58对齐的下游端72延伸到与隔膜50的上游端56对齐的上游端74。如在图3中进一步示出，外套环68从与阀盖24的内表面36接触的其上游端74延伸到设置在超出阀体22的上游端26之外的位置处的其下游端72。进而，隔膜50的外套环68的下游端72沿着与阀体22的上游端26的重叠部76设置在阀盖24的内表面36和阀体22的外表面34之间。
内套环70与外套环68向内间隔开并同心地对齐。例如，外套环68可以具有0.360至0.368英寸的外径和0.307至0.313英寸的内径，而内套环70可以具有0.218至0.222英寸的外径和0.154英寸的内径。内套环70包括下游端78，该下游端与隔膜50的中心部分60的下游面64轴向间隔开。如图3和图7所示，内套环70的下游端78位于比外套环68的下游端72更上游的位置。
在本发明的其他实施例中，内套环70的下游端78可以与外套环68的下游端72轴向对齐。在本发明的其他实施例中，内套环70的下游端78可以位于比外套环68的下游端72更下游的位置。
图3示出了内套环70的下游端78与由阀体22的上游端26上的台阶形成的表面接触。内套环70的下游端78包括密封表面82，以便将孔42的上游部分84与孔42的下游部分86密封隔开。图8示出了内套环70的密封表面82的放大图。密封表面82包括两个轴向延伸的环形脊88，该环形脊通过环形凹槽90彼此间隔开。在本发明的代表性实施例中，凹槽90的宽度与脊88的宽度相同。凹槽90和脊88的宽度可以各自为0.009英寸。此外，凹槽90的深度可以是0.006英寸。另外，尽管本发明的代表性实施例示出了使用两个脊88和一个其间的凹槽90，但是可以想到，本发明的其他实施例可以使用任何数量的脊88及其伴随的其间的凹槽90。
脊88形成多点密封表面82。也就是说，密封表面82的每个脊88与阀体22的上游端26形成独立的密封。这样，每个脊88能够独立地接触阀体22的上游端26，以将孔42的下游部分86与孔42的上游部分84密封隔开。多点密封表面82提供了密封冗余，使得即使有碎屑卡在隔膜50和阀体22之间的内套环70中也能够进行适当的密封。也就是说，如果碎屑卡在一个脊88和由阀体22的上游端26形成的密封表面之间或在凹槽90内，则不会阻止另一脊88接触阀体22的上游端26的密封表面并且将孔42的上游部分84与孔42的下游部分86密封隔开。
隔膜50还包括用于容纳阀杆46的上游端52的阀杆座96。如图5所示，阀杆46包括在阀杆46的上游端52处并设置在阀杆座96内的阀杆头98。阀杆46还包括从阀杆头98延伸到阀杆46的下游端48的阀杆体100。阀杆头98具有比阀杆体100更大的直径，并且设置在隔膜50的阀杆座96内。如上面还讨论的，阀杆体100从上游的较大直径渐缩至下游的较小直径。在本发明的一个实施例中，阀杆46的长度可以是1.175英寸。还可以想到，阀杆46的下游端48可以包括半径为0.020英寸的圆形边缘。
图7和图8还描绘了设置在阀杆座96内的阀杆头98的截面图。阀杆头98包括具有第一直径的基部102和在基部102的下游且具有第二直径的台阶部104。基部102的直径大于台阶部104的直径。向下游移动，阀杆头98的台阶部104向下阶跃到直径小于阀杆头98的台阶部104的直径的阀杆体100。在本发明的一个实施例中，基部102的直径可以为0.199至0.201英寸，并且台阶部104的直径可以为0.120英寸。
在本发明的替代实施例中，阀杆头98可以从基部102的直径渐缩至阶梯部104的直径。在本发明的其他实施例中，阀杆头98可以包括基部102而没有台阶部104。
如图8所示，隔膜50围绕阀杆头98以将阀杆头98固定在隔膜50的阀杆座96内。隔膜50包括环形延伸部106，该环形延伸部在邻近内套环70的下游端78的位置108处从内套环70径向向内延伸。延伸部106模仿阀杆头98的基部102的直径和阀杆头98的台阶部104的直径的偏移。也就是说，隔膜50的延伸部106从内套环70径向向内延伸一定距离，该距离等于基部102和台阶部104的直径的差值的一半。这样，隔膜50保持与阀杆头98的外表面110接触并且将阀杆头98固定在隔膜50的阀杆座96内。
阀杆46和隔膜50可以在共同模制工艺中形成，该共同模制工艺首先形成阀杆46，然后形成围绕阀杆头98的隔膜50。在第一模制步骤中，如上所述，相对于阀杆头98和阀杆体100来模制阀杆46。先前讨论的阀杆头98的基部102和台阶部104的好处包括使附接在模制的阀杆46的飞边最小化。
如在图5中所描绘的，阀杆头98包括围绕阀杆头98的外表面110周向间隔开的缺口112。这些缺口112的益处将在下面进一步讨论。尽管本发明的代表性实施例示出了使用围绕阀杆头98的外表面110沿周向间隔开的八(8)个缺口112，但是可以想到，本发明的各种实施例可以包括任意数量的缺口112。
在第二模制步骤中，隔膜50被模制成围绕阀杆头98。所得到的隔膜50包括先前讨论的外套环68、内套环70、延伸部106、中心部60和过孔66。在隔膜50的模制期间，隔膜50的材料能够穿过阀杆头98的缺口112，使得材料可以流到阀杆头98的两侧并且适当地围绕阀杆头98，以使该阀杆头固定在阀杆座96内。作为该共同模制工艺的结果，隔膜50能够围绕阀杆头98，同时仍然由单件形成而没有接缝。如在图4中所示，隔膜50的中心部60还可以包括在中心居中设置的附加过孔154。这些过孔154被构造为改善隔膜50的可制造性，并有助于在成形之后将隔膜50从模具释放。
在使用中，阀杆46在任何方向上的枢转运动导致隔膜50远离由阀体22的上游端26形成的密封表面运动。特别地，阀杆46的致动导致内套环70的密封表面82从阀体22的上游端26移位并且使得水能够从孔42的上游部分84流到孔42的下游部分86并且流向动物。图3、图5和图7还示出了设置在外套环68和内套环70之间的位置处的隔膜50的过孔66。当液体从隔膜50的上游端56到达隔膜50的下游端58时，液体被引导通过过孔66。这样，当阀杆46沿任何方向枢转时，内套环70的一部分从阀体22的上游端26移位，并且水从孔42的上游部分84流动穿过隔膜50的过孔66，并流向孔42的下游部分86。
通过使用围绕阀杆头98的隔膜50，隔膜50完成了阀盖24与阀体22之间的密封。因此，在阀杆头98处不需要O形环来围绕阀杆46。通过在其他动物给水阀中省略O形环发现，阀杆46具有更宽的支点，以围绕该支点枢转，从而具有更好的控制以及流量和驱动力的一致性。例如，本发明的阀10由±2克的力引起致动，这与包括在阀杆头处的O形环的可比较的动物给水阀相关的±4-12克的力不同。此外，本发明的所得流量的范围为±15mL，与之不同的是与包括在阀杆头处的O形环的动物给水阀相关的±20-60mL。这样，本发明的改进的隔膜50和阀杆46的设计导致了更一致的流动并且减小了流动的可变性。
再次参照图3，与壳体12的上游端18相关联的阀盖24的上游端116采用柄的形状，该柄被构造成与动物给水系统的对接机构(未示出)或另一个给水源例如水槽、袋等配合。在孔42中，在形成阀元件的隔膜50的上游设置有水可渗透的插件118，以防止碎屑进入阀元件。在本实施例中，插件118是设置在阀盖24的上游端116内的烧结金属插件，以防止当阀10与对接机构或其他水源断开连接时碎屑在入口20处进入孔42中。烧结金属插件118可以包括不锈钢构件，该不锈钢构件以压配合的方式或以其他方式保持在阀盖24的上游端116处的孔42内。替代地，插件118可以包括耐受温度变化、周围材料的热膨胀以及与氯、酸、高压灭菌等相关的化学反应的聚合物材料。示例性的聚合物包括
聚苯砜、
聚苯砜和HU1004ULTEMTM聚醚酰亚胺。图9示出了从给水阀10的入口20看设置在壳体12的下游端12内的插件118的端视图。
仍参照图3，孔42可以包括设置在壳体12的上游端18处的插件部分122。插件部分122的直径可以大于紧邻的部分124的直径。因此，当插件部分122的直径改变为相邻部分124的直径时，在插件部分122的下游端128处形成径向台阶126。在本发明的一个实施例中，插件118是压配合的，使得插件118的下游端130位于插件部分122的下游端128处的台阶126处或在其附近。也就是说，台阶126用作自然止挡件，其防止插件118被进一步压入孔42中。在本发明的其他实施例中，插件118的下游端130可以与台阶126间隔开。
插件118可以具有2mm至8mm的长度，这与通常使用的网和过滤器相关的0.1mm的厚度不同。更具体地，本发明的实施例可以包括4mm长的插件118。在本发明中还考虑了长度小于2mm或大于8mm的插件118。
图10是插件118的放大图，并且示出了烧结插件118的网格结构132。网格结构132被构造为具有尺寸为20至80微米的孔隙，以捕获尺寸在20至80微米的碎屑。更特别地，本发明的代表性实施例包括具有带有孔隙的网格结构132的插件118，该孔隙具有约为50微米的尺寸，以阻止尺寸为50微米的碎屑。
通过使插件118的网格结构132沿2mm至8mm的长度延伸，插件118提供了多路径分级过滤，使得在插件118的下游端130处将液体的压力和流量稳定为恒定的流量。此外，插件118的长度提供了具有多个级别的孔隙的网格结构132。也就是说，如果碎屑阻塞了孔隙中的一个，则穿过插件118的流动实际上将不受影响，因为在网格结构132中有数百个甚至数千个孔隙以便水沿着网格结构132的长度流过。
插件118能够在阀10的高压灭菌期间产生蒸汽压力。这样的压力能够从插件118中去除被捕获的碎屑中的大部分或全部。例如，通过沿着插件118的长度延伸网格结构132，而不是0.1mm厚的网格，能够在高压灭菌期间在插件内产生压力，并排出在插件118的网格结构132内捕获的碎屑。
在本发明的代表性实施例中，插件118的上游端120与阀盖24的上游端116齐平地对齐。在本发明的不同实施例中，插件118的上游端120可以延伸超过阀盖24的上游端116、与该上游端齐平或套在该上游端内。如上所述，插件118可以包括不锈钢或聚合物，例如但不限于
聚苯砜、
聚苯砜和HU1004ULTEMTM聚醚酰亚胺。然而，在本发明的不同实施例中，插件118可以通过各种工艺形成为包括上述网格结构132。例如，插件118可以通过烧结工艺或通过3D打印工艺形成。
现在参照图11，示出了给水阀10的下游端14的放大截面，以更好地示出出口16、阀杆46和防护罩。本实施例的防护罩包括安装在阀杆46的下游端48上的阀杆帽134。阀杆帽134可以由不锈钢或类似材料形成。例如，阀杆帽134可以包括316L不锈钢。阀杆帽134包括设置在阀杆帽134的下游端138处的盖136和设置在阀杆帽134的上游端处的盘140。盖136是具有封闭的外端和敞开的内端的中空圆柱形元件。阀杆盖136被构造成覆盖并联接至阀杆46的下游端48。例如，阀杆46的下游端48可以从阀杆盖136的敞开的内端插入阀杆盖136中，并压配合到阀杆帽134的盖136中。
阀杆帽134还包括设置在阀杆帽134的上游端142处的盘140。阀杆帽134被构造成在邻近壳体12的出口16的上游侧146的位置144处从阀杆46径向延伸。例如，盘140的下游表面150可以在出口16的上游轴向间隔开0.001英寸至0.005英寸。由于上述轴向间隔，该实施例的阀杆46能够在不与擦拭表面的上游边缘156或阀体22的下游端30接触的情况下在任何方向上向上偏转或枢转2°并且达到2.7°或更大。
盘140的直径大于出口16的直径。此外，盘140的尺寸被确定为使得在阀杆46的偏转期间盘140的外边缘148横向地保持在出口16的外侧。也就是说，当阀杆46完全偏转时，盘140仍然定位成覆盖出口16。因此，阀杆帽134保护阀10以免于碎屑进入出口16。
由于盘140设置在出口16的上游，因此液体可以在离开出口16之前导引至盘140。例如，由阀10分配的液体需要沿着盘140的上游表面152、沿着盘140的外边缘148以及沿着盘140的下游表面150行进以到达出口16。然后，流体离开出口16。这里，流体沿着阀杆帽134或沿着壳体12的下游端14处的喇叭形的擦拭表面44自由地行进。有利地，流体然后能够以冲洗作用去除沿阀保护装置28的喇叭形的擦拭表面44定位的任何碎屑。擦拭表面44还在阀致动和由此产生的径向盘运动期间擦拭盘140的外表面，进而没有碎屑。
另外，由于动物推动阀杆46的下游端48，阀杆帽134的盘140起到防止阀杆46和隔膜50轴向运动的作用。如果动物要推动阀杆46的下游端48，则在阀杆46和隔膜50基本上沿纵轴向上游移动之前，盘140的上游表面152将与阀体22的下游端30接触。这样，通过推动阀杆46的下游端48，阀杆帽134还防止了任何动物威胁或影响与阀体22的隔膜密封的处理损坏。
通过考虑本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施方式和用途对于本领域技术人员将是明显的。应当理解，本发明不限于本文说明和描述的特定材料、方法、构想、操作/测定条件等，而是包括落入所附权利要求书范围内的其此类修改形式。
Claims (20)
1.一种动物给水阀，包括：
壳体，其具有上游端、下游端和形成在所述壳体中并从所述上游端延伸到所述下游端的纵向孔；
至少部分地位于所述孔中的阀元件和阀致动器；以及
插件，其设置在所述孔中、阀元件的上游端处，所述插件具有沿烧结的所述插件的长度方向延伸的网格结构。
2.根据权利要求1所述的动物给水阀，其中，所述插件的上游端与所述壳体的上游端齐平。
3.根据权利要求1所述的动物给水阀，其中，所述网格结构包括尺寸为20微米至100微米的孔隙。
4.根据权利要求3所述的动物给水阀，其中，所述网格结构包括尺寸为50微米的孔隙。
5.根据权利要求1所述的动物给水阀，其中，所述插件的长度是2mm至8mm。
6.根据权利要求5所述的动物给水阀，其中，插件包括烧结金属插件。
7.一种动物给水阀，包括：
壳体，其具有上游端、下游端和形成在所述壳体中并从所述上游端延伸到所述下游端的孔；
隔膜，其设置在所述孔内并将所述孔分成下游部分和上游部分，所述隔膜包括：
阀杆座；以及
密封表面；
阀杆，其具有阀杆头和从所述阀杆头向下游延伸的阀杆体，所述阀杆头设置在所述阀杆座内并被所述隔膜围绕；以及
其中，所述阀在结构上和操作上被构造成使得所述阀杆的致动打开所述密封表面并使得液体能够从所述孔的上游部分流向所述孔的下游部分。
8.根据权利要求7所述的动物给水阀，其中，所述密封表面包括至少第一环形脊和第二环形脊以及位于所述第一脊和第二脊之间的至少一个环形凹槽，其中，每个脊能够独立地将所述孔的上游部分与所述孔的下游部分密封隔开。
9.根据权利要求8所述的动物给水阀，其中，所述至少第一环形脊和第二环形脊的宽度等于所述至少一个环形凹槽的宽度。
10.根据权利要求7所述的动物给水阀，其中，所述隔膜包括外套环和内套环，所述密封表面设置在所述内套环的下游表面上。
11.根据权利要求7所述的动物给水阀，其中，所述隔膜包括多个过孔，所述多个过孔轴向地穿过所述隔膜形成，并且在所述外套环和内套环之间围绕所述隔膜周向地间隔开。
12.一种形成动物给水阀的方法，所述方法包括：
模制包括阀杆头和阀杆体的阀杆，所述阀杆体从所述阀杆头延伸；以及
模制包括外套环、内套环和阀杆座的隔膜，所述阀杆座围绕所述阀杆头的外周缘和内轴向端。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，模制所述隔膜包括模制具有密封表面的内套环，所述密封表面具有至少第一环形脊和第二环形脊以及位于所述第一脊和第二脊之间的至少一个环形凹槽。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，模制所述隔膜包括形成围绕所述隔膜周向间隔开的多个过孔。
15.一种动物给水阀，包括：
壳体，其具有出口、入口和形成在所述壳体中并从所述出口延伸到所述入口的孔；
阀元件，其位于所述孔中；
阀杆，其以与所述阀元件协作的关系设置在所述壳体内并延伸穿过所述壳体的出口。
阀杆帽，其联接至所述阀杆的下游端，所述阀杆帽具有盖和盘，所述盘在邻近所述出口的上游侧的位置处从所述阀杆径向地延伸。
16.根据权利要求15所述的动物给水阀，其中，所述盘的直径大于所述出口的直径。
17.根据权利要求15所述的动物给水阀，其中，所述盘的直径的尺寸被确定成使得当所述阀杆的偏转最大时所述盘的外边缘横向地保持在所述出口的外侧。
18.根据权利要求17所述的动物给水阀，其中，所述阀杆能够径向地偏转达到2.7°。
19.根据权利要求15所述的动物给水阀，其中，所述盘与所述出口轴向地间隔0.001英寸至0.005英寸。
20.根据权利要求15所述的动物给水阀，其中，所述阀杆包括聚合物材料，并且所述阀杆帽包括不锈钢材料。
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