CN113227616A - 用于液体储存容器的止回阀和总成 - Google Patents

Abstract

止回阀总成包括一个阀门、凸轮和以可旋转方式连接到阀门的带浮子的臂，用于插入液体储存容器进行容器充注而不溢出。阀门包括一个直径变窄的通道和可移动地保持在通道内的限制构件。当臂随着变化的液位转动凸轮时，限制构件的一端沿凸轮轮廓运动。当液体达到最大充注液位时，接触凸轮的限制构件掉入凸轮谷，推动限制构件头与通道颈壁接合，并自动将阀门密封。第一和第二偏向构件布置在通道中，优选为在杆周围，共同提供足以克服密封的摩擦力的反作用力，以打开阀门并将限制构件向上移动。

Description

用于液体储存容器的止回阀和总成

发明领域

本发明涉及止回阀，特别是涉及防止液体容器溢流的阀门。

背景信息

丙烷罐通常用于住宅和商业目的，主要与使用丙烷的烤架和加热装置有关。气体通常储存在一般为长方形的金属容器中，有一个丝扣阀位于容器顶部的单孔内。在美国，法律规定每个阀门必须配备一个溢流止回阀，防止因人员粗心或疏忽而导致容器溢流。丙烷以液体形式通过丝扣阀充入，容器内部提供了基于浮子的控制，类似于抽水马桶。

随着罐加注或充注，浮子上升。在罐装满且浮子达到其行程上限后，可以使用多种方法来阻止液体流出。常见的例子包括简单的止回球，它由附在可旋转浮子上的凸轮从球座上升起，以在凸轮旋转时允许流动并楔住球座。其他设计利用了活塞而不是球阀，功能总体上相似。

例如，凸轮通常采用阶梯形配置，其谷低于延伸或弯曲部分，谷边缘可以有拐角或斜壁。延伸部分通常在充注期间支撑处于提升(打开)位置的阀门活塞，允许燃料进入罐。随着浮子上升，凸轮旋转。当浮子达到行程上限时，凸轮旋转使得凸轮延伸部分离开活塞，凸轮谷现在与之对齐。当凸轮延伸部分移开后，活塞从凸轮上滑下，在重力作用下滑入凸轮谷，并可能在流动液体的压力作用下被进一步向下推入凸轮谷中。在某些止回阀中，一个弹簧使活塞偏向打开位置，当凸轮延伸部分不再支撑活塞时，液体压力足以克服此偏向力。在其他例子中，一个弹簧使活塞偏向关闭位置，凸轮延伸部分从其支撑位置移走后，将会释放弹簧上的张力，并将活塞推向关闭位置。在还有一些例子中，活塞在阀门内自由浮动，活塞上方和下方的压差可用于控制活塞是在打开位置还是关闭位置。

现有的活塞和凸轮设计的一个显著缺点是活塞下端与凸轮轮廓和/或提供阀门密封的其他阀门部件的摩擦接触。例如，当罐中的气体被消耗时，邻近凸轮谷的凸轮凸角可能会卡在活塞杆的端部。这可能使得即使有弹簧的偏向力，活塞也无法回到其最上方位置。一种已知的设计包括一个可移动的凸轮部分(如指状物)，它在凸轮旋转离开行程上限时将活塞从凸轮谷中升起。许多已知的设计利用一个可自由浮动的偏向活塞上方和下方的压差来阻流。但是，所有这些已知的设计仍然难以克服摩擦力，摩擦力会导致效率降低、阀门响应速度慢或完全抑制液体流动。

加拿大专利申请CA 02204460公开了一种用于充注气罐的溢流保护装置。所述溢流保护装置有一个装在管状体中的圆柱形活塞，管状体上方部分与下方部分之间界定了一个直径较小的颈部。颈部内安装了一个O形环。当燃气进入罐时，它将活塞向下推，活塞杆沿着一个旋转的凸轮运动，凸轮与带有浮子的臂相连。当罐内压力达到预定水平时，凸轮转动以将凸轮的凹面部分与活塞对齐，使得活塞可以被推到颈部，在那里被O形环密封，从而阻止更多的气流。但是，CA 02204460不曾提及密封位置涉及的摩擦力或如何克服摩擦力。

美国专利号5,282,496公开了一种双向阀门，允许气瓶充气和排气。如前所述，该阀门包括一个活塞、凸轮、臂和浮子。该专利还公开了一种弹簧，它使活塞偏向打开位置，在气体进入之前，活塞头在那里保持在一个靠在壳体上的密封中，将活塞向下推向凸轮。‘496号专利公开了一种钟摆，它在缸体倾斜时倾斜，阻塞液体流动路径，并阻止缸体充注，除非缸体直立。该专利未解决密封或关闭位置的摩擦力。

美国专利号5,472,012公开了一种储罐切断阀，有一个凸轮旋转以响应罐中的液位。所述阀门是一种提升阀，在外壳内随着凸轮旋转运动而进行轴向移动。一个弹簧布置在阀门的止回球固定轴套上，第二个弹簧布置在该轴套内，两者都将止回球推向打开位置。充注期间，弹簧被压缩，提高的液体压力使止回球的受力增加。当液体达到预定液位时，液体压力作用使阀门移到固定位置。但是，该专利未提及固定位置的摩擦力如何处理。

美国专利号5,413,153公开了一种用于充注容器的凸轮驱动的设备，它有一个阀门和一根用于输送充注气体的气管。阀门默认是关闭的，第一个弹簧使气管偏向关闭位置。还存在第二个弹簧，在受到凸轮压缩时推撞气管，其力足以克服第一个弹簧的偏向力，并打开阀门以使气体可以流过。凸轮进一步旋转将释放第二个弹簧上的压力，使第一个弹簧将气管偏向回关闭位置。该专利未解决摩擦问题，因为凸轮位置决定了阀门是打开还是关闭，而这与所充注的容器中有多少液体无关。

因此，有一个止回阀是有益的。止回阀不仅可以防止储存罐在充注期间意外溢出，还可以轻松克服将阀门保持密封或关闭所涉及的摩擦力，如可能施加在阀门活塞上的摩擦力。

发明内容

公开一种止回阀总成，可以在丙烷罐或筒或其他液体储存容器中使用，以给容器充注液体。液体可以是(但不限于)丙烷、天然气、丁烷或其他气态或液态液体。止回阀总成包括一个阀门，该阀门在达到预定充注液位时自动关闭，从而防止液体意外溢出。该阀门包括一个双重受力机构，以克服形成密封的限制构件上的摩擦力，并允许快速和高效地释放限制构件以在需要时打开阀门。

所述止回阀总成包括一个可旋转地连接到凸轮的阀门。带浮子的臂从凸轮伸出，随着在其中安装止回阀总成的容器中的液位而升降。凸轮的轮廓界定了凸轮凸角和凸轮谷。当浮子上升到预定的最大充注液位时，臂已将凸轮足够旋转到适当的位置，使得阀门内的限制构件的至少一部分落在凸轮谷内，并且限制构件在阀门的通道内形成密封，从而关闭阀门。在至少一种实施例中，限制构件是带有头和从头中伸出的杆的活塞。活塞杆在旋转期间沿着凸轮运动，并在达到预定最大液位时掉入凸轮谷，头与通道形成密封，从而关闭阀门。

所述阀门包括一个直径不均匀、在颈部缩窄的通道。因此颈部可由斜壁来界定。所述阀门还包括一个液体开口，与通道进行液体连通，允许液体进出阀门，从而允许通过阀门充注或排空容器。液体开口位于阀门密封点的下游，例如在至少一种实施例中可能位于颈部，以防止液体泄漏。所述阀门可能进一步包括一个环形通道和/或通路，布置在中心通道周围并与之进行液体连通，为阀门的外径区域提供液体。

限制构件以可移动的方式保持在阀门的通道内，与通道的颈壁进行摩擦接触以关闭阀门，并在达到最大充注液位时防止进一步的液体流动。限制构件可以是活塞、球或任何类型的阀门的其他类似部件。

所述阀门进一步包括至少一个(但优选为包括第一个和第二个)偏向构件，在压缩时对限制构件施加不同的力分量或阻力水平。在至少一种实施例中，第一和第二偏向构件在通道中彼此同心布置，可能与活塞杆等限制构件同心，不过也可以采用其他配置。由于充注期间液体流入阀门，偏向构件在各个压缩区受到限制构件的压缩。在第一压缩区，偏向构件提供第一个限制力，该力足以继续施加进一步的压缩。在第二个压缩区，向第一力分量添加了第二力分量。这第二力分量可能大于第一力分量。第一和第二偏向构件可能长度不同，并提供第一和第二力分量，以便压缩区至少部分由偏向构件的高度和压缩范围所界定。例如，当第一偏向构件被压缩并提供第一力分量时，第一压缩区可能出现。当限制构件更靠近通道壁，使得液体流动路径更狭窄并提高液体流动压力时，第二压缩区可能出现。这可能压缩第二偏向构件，从而提供第二个并且可能更大的力分量，添加到第一力分量上。当允许打开阀门时，这一额外并且可能更大的限制力是克服此更强的密封的摩擦力所必需的，并有助于通过将限制构件密封在通道上来关闭阀门。

所述止回阀和总成与其特定特征和优点一起，通过以下详细描述并参照附图会变得更加明显。

附图说明

图1是本发明所述的止回阀总成的等距视图。

图2是图1的止回阀总成沿阀轴查看的正视图。

图3是图1的止回阀总成沿臂轴查看的侧视图。

图4是图1的止回阀总成同时显示阀和臂轴的的分解图。

图5是阀门的下阀体沿阀轴显示的横截面视图。

图6是图2的阀门沿直线6-6显示的顶部横截面视图，其中显示了作为限制构件的活塞和阀门下阀体中的偏向构件。

图7是阀门活塞的侧视图。

图8是图7所示的头的横截面视图。

图9是阀门的上阀体沿阀轴显示的横截面视图。

图10是图9的上阀体沿直线10-10显示的顶部横截面视图。

图11是安装在液体储存容器中的止回阀总成的示意图，其中显示了处于打开位置的止回阀总成。

图12是安装在液体储存容器中的止回阀总成的示意图，其中显示了处于关闭位置的止回阀总成。

图13是止回阀总成处于打开静止位置的阀门的详细横截面视图，沿图3的直线13-13显示。

图14是处于打开充注位置的阀门的详细横截面视图，并显示了第一压缩区。

图15是处于过渡位置的阀门的详细横截面视图，并显示了压缩区。

图16是处于关闭位置的阀门的详细横截面视图，并显示了密封点。

图17是处于打开位置的阀门的详细横截面视图，并显示了充注后的初始排放。

在附图的多个视图中，相同的参考编号表示相同的零件。

具体实施方式

如附图所示，本发明涉及一种在液体储存容器中用于防止溢出的止回阀和总成。因此该止回阀总成包括一个机构，支持自动关闭和密封阀门，以在达到容器中的预定液位限制时阻止进一步的液体通过。

参考图1-4，止回阀总成100包括一个阀门110，其长度由阀轴114界定，第一端111和相对的第二端112沿阀轴114布置。阀门100的长度可以是任何合适的尺寸，例如但不限于在50–70mm的范围内，在至少一种实施例中约为60mm。阀门110可以具有任何允许液体流过的直径，例如但不限于在10–30mm的范围内，在一种实施例中优选为大约18.7mm。阀门110可由任何合适的材料制成，例如但不限于尼龙、塑料、金属和金属合金。

阀门110包括图5所示的通道115，沿阀轴114在第一和第二端111、112之间延伸，液体11可以流过该通道，如图11和12所示。阀门110的内壁界定了通道115。阀门110可用于输送液体11，如丙烷、丁烷、天然气等，它们在充注、储存或排放期间可以是液体或气体形式。因此，当阀门110连接到通道115时，通道选择性地与液体源液体连通。通道115的直径还足以允许液流通过，在通道长度内的不同位置直径可能不同。

阀门110由位于第一端111的上阀体120和位于第二端112的下阀体130组成，两个阀体装配在一起。参考图1-6，下阀体130包括第一端131、相对的第二端132，以及通道115在第二和第一端132、131之间延伸的部分。下阀体130的直径可以与阀门110的其余部分大致相同。例如，下阀体130的直径可以在15–20mm的范围内，在至少一种实施例中为大约18mm。下阀体130还具有沿阀轴114在第一和第二端131、132之间界定的长度。下阀体130可以具有小于阀门110总长度的任何合适长度，在某些实施例中约为阀门110总长度的3/4。例如，下阀体130的长度可以在35–55mm的范围内，在至少一种实施例中约为44mm。下阀体130可由任何适合于传导预期液体的材料制成，如上面为阀门110确定的材料。

阀门110中至少形成一个液体开口135，例如在下阀体130中，不过也可以在阀门110中在关闭位置形成密封的任何部分(即密封点190)的下游形成，以避免阀门110泄漏。液体开口135在充注期间为来自阀门110的液体11提供出口，在排放期间提供到阀门110的入口。如图5、6和16，液体开口135可以形成于下阀体130中沿密封点190下游的长度上的任何位置(例如在下阀体130的壁中)，并在阀门110内部的通道115与阀门110外部之间的液体流动连通中延伸。在至少一种实施例中，液体开口135可形成于下阀体130中距离131、132其中一端约1/3的位置，例如在图5的实施例中所示的第二端132。液体开口135可相对于通道115成任何角度，如图5-6中所示为垂直，也可成任何斜角。因此，通过液体开口135的液流可以横切通过通道115的液流。在某些实施例中，液体开口135可能位于下阀体130的第一端131的末端，其中液体开口135可以与通道115平行。可以有任何数量的液体开口135，它们彼此之间可以按固定或不固定的间隔沿着和/或环绕阀门110布置。例如，在至少一种实施例中，液体开口135可以彼此相对地形成，如图6所示。各个液体开口135可以具有任何足以允许液体流过的直径，例如在约1–10mm的范围内，在至少一种实施例中优选为约5mm。在至少一种实施例中，液体开口135的直径可以小于通道115在液体开口135与通道115交叉的点的直径，不过在其他实施例中，液体开口135的直径可以等于通道115在该点的直径。此外，各种液体开口135可以具有彼此相同或不同的直径，并且可以具有任何形状，例如但不限于圆形、长方形、卵形、矩形、方形和六角形。

如图5所示，通道115的直径在其穿过下阀体130的长度内可以不同。例如，通道115的直径可以在约4-20mm范围内。在至少一种实施例中，通道115在第一个位置(例如在下阀体130的第二端132)的直径可以是约16mm，在某个中间位置可以是8.5mm，在第三个位置(例如在下阀体130的第一端131)可以是约4.4mm。因此，通道115可描述为从第二端132到第一端131直径变窄或变细。但是在其他实施例中，通道115可以从第二端132到第一端131变宽。通道115包括一个颈部140，通道115在此处的壁141倾斜，以改变通道115的直径。在图5的实施例中，颈部140从第二端132到第一端131缩窄，其壁141倾向阀轴114。颈部140处的壁141的角度或倾斜度可以是适合于通道115沿某个斜度的直径之间的过渡的任何角度，例如但不限于在10°到80°的范围内。在至少一种实施例中，颈部140处的壁141的斜度可以是约30°，如图5所示。颈部140可以位于沿通道115的长度上的任何位置。在图5所示的至少一种实施例中，相比于下阀体130第一端131，颈部140可以位于更靠近第二端132的位置，优选为在液体开口135的上游。

通道115的直径还可以随台阶而不同，其中壁的某些部分可以与阀轴114成直角，以快速影响通道115的直径。在某些实施例中，可能至少有一个或多个此类台阶状壁。如图5所示，这些台阶或壁的垂直部分可以形成第一支撑表面142和第二个支撑表面144，分别进一步改变通道115的直径。例如，第二支撑表面144可以将通道115的直径从颈部140基部的直径减小为更小的直径，并且第一支撑表面142仍可进一步减小直径。因此，第一支撑表面142的直径可以比第二支撑表面144的直径小，第二支撑表面的直径可以比通道115的其余部分的直径小。在至少一种实施例中，第二支撑表面144的直径可以约为8.5mm，第二支撑表面142的直径可以约为6.5mm。当然，本发明也考虑了第一和第二支撑表面142、144的其他尺寸和直径，它们仅受阀门110和通道115的尺寸所限制。在其他实施例中，壁可以增大通道115的直径。

第一和第二支撑表面142、144可以具有彼此相同或不同的径向尺寸。例如，在至少一种实施例中，第一和第二支撑表面142、144分别可以具有1–2mm范围内的径向尺寸。此外，第一和第二支撑表面142、144可以位于沿通道115的长度上的任何位置。在至少一种实施例中，第一和第二支撑表面142、144可以形成于下阀体130的第一端131的附近，通道115沿着阀轴114延伸，超出第一和第二支撑表面142、144，如图5所示。在其他实施例中，第一和第二支撑表面142、144可以形成于通道115末端的第一端131。此外，第一和第二支撑表面142、144在阀轴114方向可以具有任何纵向高度，仅受阀门110和通道115的尺寸所限制。第一和第二支撑表面142、144的纵向高度可以彼此相同或不同，并且可以取决于它们预期支撑的偏向构件182、184的规格，以及阀门110关闭和密封之前的压缩空间量。

阀门110进一步包括至少一个偏向构件，优选为第一偏向构件182和第二偏向构件184，其定位和配置是在被压缩时可选择性地接合支撑表面142、144和限制构件170。偏向构件182、184可以位于阀门110中的任何位置。在至少一种实施例中，它们可以位于下阀体130的通道115内，优选为沿阀轴114，如图4和6所示。这只是一个例子，并不局限于此。偏向构件182、184可压缩，而且还有足够的弹性，可在不再受压时恢复到未压缩的状态。例如，在至少一种实施例中，偏向构件182、184可以是弹簧，不过也考虑了它们可以具有任何结构，例如但不限于盘簧、片簧和张力臂。

偏向构件182、184可以具有与可压缩性和弹性相关的彼此相同或不同的物理特征。示例包括但不限于弹簧系数、力强度、长度和线圈数。在某些实施例中，可能有单个在不同区域具有不同物理特征的偏向构件182，例如根据被压缩的区域提供不同的阻力分量。偏向构件182、184可由彼此相同的材料制成，例如但不限于不锈钢、合金钢、高碳钢、其他金属和塑料。在某些实施例中，偏向构件182、184可由彼此不同的材料制成。类似地，单个复合偏向构件在不同的区域可由不同的材料制成。

由于其各种物理特征或属性，偏向构件182、184在压缩时分别提供一个力分量。例如，第一偏向构件182产生第一力分量，第二偏向构件184产生第二力分量。在单个偏向构件的情况下，其不同区域可以提供第一和第二力分量。其中每个力分量是偏向构件182、184用来抵抗压缩力的力，例如在盘簧的情况下是弹簧力。力分量也可以是力范围，例如加大压缩时在偏向构件中产生的阻力更高。因此，在至少一种实施例中，第一力分量可以是第一阻力范围，第二力分量可以是第二阻力范围。第一和第二力范围可以彼此重叠，也可以互不相同，具体取决于产生它们的偏向构件182、184的属性，以及所施加的压缩量。

第一和第二力分量的特定力大小或力范围，将取决于与可压缩性和弹性相关的偏向构件182、184的物理属性，例如但不限于弹性、弹簧系数、力强度、长度和线圈数。例如，第一和第二偏向构件182、184可以具有相同或不同的弹簧系数，例如第一偏向构件182的弹簧系数可以低于第二偏向构件184，反之亦然。例如，在至少一种实施例中，第一偏向构件182的弹簧系数可以在0.05–20N/mm的范围内，在至少一种实施例中可以是大约0.08N/mm。第二偏向构件184的弹簧系数可以在1.0–3.0N/mm的范围内，在至少一种实施例中可以是大约1.2N/mm。弹簧系数可以至少是偏向构件的材料、线圈数、总直径和金属线直径之一的函数。在更进一步的实施例中，可能有单个在其长度范围内具有不同属性的偏向构件182，例如由不同材料制成或在不同区域具有不同刚度和可压缩性的复合弹簧。这些不同的属性可以在偏向构件182的不同区域提供不同的弹簧系数，从而在压缩时产生不同的力分量。

偏向构件182、184可以位于阀门110中的任何位置。在至少一种实施例中，它们彼此相邻地位于通道115内，例如彼此首尾相连或同心，如图6所示。不过在其他实施例中，它们可以按其他关系进行定位，例如但不限于彼此平行。在至少一种实施例中，偏向构件182、184可以具有不同的长度，具体取决于阀门110的参数、支撑表面142、144以及在阀门110密封之前的压缩距离。例如，第一偏向构件182在未压缩时的自然状态下可以比第二偏向构件184更长。第一偏向构件182可以在10–15mm的范围内，在某些实施例中，未压缩长度优选为大约12.5mm。第二偏向构件184可以在7–12mm的范围内，在某些实施例中，未压缩长度优选为大约9.5mm。

第一和第二偏向构件182、184可以具有任何数量的线圈，线圈数量与偏向构件182、184的长度可以相关也可以不相关。例如，在至少一种实施例中，第一偏向构件182可以具有4-10个线圈，优选为至少5个线圈，包括至少3个有源线圈。第二偏向构件184可以具有3-8个线圈，优选为大约4个线圈，包括至少2个有源线圈。线圈可以具有任何长度，例如每个线圈之间的距离在1–5mm的范围内，由偏向构件的总长度和其中的线圈数量决定。线圈可以是右绕或左绕线圈，第一和第二偏向构件182、184可以具有相同或不同的线圈绕向。在至少一种实施例中，第一和第二偏向构件182、184具有绕向彼此相反的线圈，一个为右绕线圈，另一个为左绕线圈，不过这不是必需的。使用不同绕向的线圈有助于避免偏向构件182、184彼此缠绕或干扰。

一个偏向构件，例如第一偏向构件182，其总体直径可以比第二偏向构件184小，不过在某些实施例中可以反过来；在还有一些实施例中，第一和第二偏向构件182、184可以具有相同或相似的总体直径。例如，第一偏向构件182的总体直径可以在3-8mm的范围内，在至少一种实施例中优选为大约5.5mm。第二偏向构件184的总体直径可以在5-10mm的范围内，在至少一种实施例中优选为大约7.6mm。如此处所用的，“总体直径”是指向下看线圈时的偏向构件直径。构成第一偏向构件182的金属线的直径可以比构成第二偏向构件184的金属线的直径小，使得构成第一偏向构件182的材料比构成第二偏向构件184的材料更薄。例如，第一偏向构件182的金属线直径可以在0.1–0.5mm的范围内，在至少一种实施例中可以为大约0.25mm。第二偏向构件184的金属线直径可以在0.3–1.0mm的范围内，在至少一种实施例中可以为大约0.55mm。尽管此处使用了术语“金属线”，应当理解这是指形成偏向构件的任何材料，本身可能不是金属线。在其他实施例中，第一和第二偏向构件182、184可由金属线直径彼此相同或大致相似的材料制成。

在至少一种实施例中，第一偏向构件182一般可以比第二偏向构件184长，第二偏向构件184的弹簧系数或张力可以比第一偏向构件182高。在其他实施例中，这些方面可以相反，第一偏向构件182更短，并且弹簧系数比第二偏向构件184高。在仅有单个偏向构件的实施例中，第一端的弹簧系数可以比第二端高，使得在不同的部分被压缩时产生不同的力分量。

无论每个偏向构件182、184的特定规格如何，当偏向构件182、184被压缩时，第一和第二力分量都是增加的。这些增加的阻力合起来足以克服关闭位置形成的密封的摩擦力，下面将结合图13-17进行更详细的讨论。如此处所用的，“弹簧力”是指偏向构件182、184对其接触或偏向的表面提供的的力大小，例如对下面将详细讨论的限制构件170。弹簧力还可以定义为偏向构件的弹簧系数乘以其压力。

偏向构件182、184可以位于阀门110中的任何位置，不过在至少一种实施例中，其尺寸设计为适合在通道115内部，例如在阀门110的下阀体130中。通道115可以包括至少一个支撑表面，支撑被压缩时的偏向构件182、184。例如，参照图5，通道115可以包括尺寸彼此不同的第一支撑表面142和第二支撑表面144，正如前面所讨论的。支撑构件142、144分别可以配置为在通道115中与偏向构件182、184中不同的一个接触和接合。例如，第一支撑表面142可以配置为在第一偏向构件182被压缩时接收、接触和支撑其一端，在图中所示的实例中，第一偏向构件具有更小的直径和更长的长度。第一支撑表面142因此可以具有与第一偏向构件182的金属线直径大致相同或略微更大的径向尺寸。类似地，第二支撑表面144可以配置为在第二偏向构件184被压缩时接收、接触和支撑其一端，在图中所示的实例中，第二偏向构件具有更大的直径和更短的长度。第二支撑表面144可以具有与第二偏向构件184的金属线直径大致相同或略微更大的径向尺寸。在某些实施例中，第一和第二支撑表面142、144可以具有彼此相同的径向尺寸。支撑表面142、144不仅在偏向构件182、184被压缩时为其提供支撑，而且还可以避免偏向构件182、184彼此交叉或缠绕。

阀门110还包括一个限制构件170，在通道115内沿阀轴114布置并且可移动，以打开和关闭通过阀门110的液流。制成限制构件170的材料可与制成阀门110的材料相同或不同，例如但不限于尼龙、塑料或金属。限制构件可以是活塞、球阀的球或任何类型的阀门的其他类似部件。

如图4、7和8所示，限制构件170可以是活塞，并包括头172和从中伸出的杆174。在某些实施例中，头172和杆174彼此固定在一起，例如通过绑定、粘合或其他紧固机制。在至少一种实施例中，头172和杆174可以整体形成单体结构。杆174的直径小于通道115的直径，使其能被接收在通道115内，即使是在通道直径最窄或最小的地方。例如，在至少一种实施例中，杆174的直径约为1–10mm，在至少一种实施例中约为4mm。限制构件170位于通道115内，杆174的端部更靠近阀门110的第一端111，头172更靠近阀门110的第二端112。根据下文将更详细描述的各种压力，限制构件170在通道115内可沿阀轴114移动，例如通过滑动或其他操作。当阀门110打开时，限制构件170可以与通道115的壁和/或颈部140的斜壁141隔开，以避免接触壁并在通道115中自由移动。

偏向构件182、184的定位使其可以在对限制构件170施力时被限制构件170接合和压缩，例如在下面将更详细描述的充注期间。在至少一种实施例中，如图所示，偏向构件182、184可以定位在限制构件170与通道115的壁之间。如图6的实施例所示，第一和第二偏向构件182、184可以沿限制构件170的杆174布置，例如与杆174同心，不过也可以采用其他配置。第一和第二偏向构件182、184不干扰杆174的移动，杆174也不妨碍偏向构件182、184的压缩或松弛。它们的动作各自独立于另一方。

在某些实施例中，限制构件170的头172的直径可能大于杆174，如图7和8所示，以将限制构件170保持在通道115内，并防止其掉落。例如，在至少一种实施例中，杆174的直径可以是大约4mm，头172的直径可以是大约13.7mm。在某些实施例中，头172可以具有倾斜轮廓，例如沿着头172的侧面。头172的倾斜度和角度可以对应于通道115的颈部140的斜壁141的倾斜度和角度。例如，头172的侧面倾斜度和角度可以在10°到80°的范围内，在至少一种实施例中可以约为30°。应当理解，头172和颈部140的斜壁141之间的精确倾斜度或角度公差或变化是允许的，仍然可以视为彼此对应。因此，头172可以装在通道115的颈部140内并由其保持，使得颈部140的斜壁141限制了限制构件170沿阀轴114在阀门110的第一端111的方向的移动。

参照图16，密封点190位于通道115的长度范围内，优选在颈部140范围内的某点。密封点190的精确位置是本领域技术人员的一个设计选择，至少部分可以基于阀门110和/或阀总成100的各部件的参数和尺寸。密封点190是限制构件170的一部分(例如其头172)与颈部140的斜壁141接触的点，从而与颈部140的斜壁141形成密封接合。此接触可以是限制构件170与颈部140的斜壁141之间的摩擦接合，从而限制液体流过。因此，密封点190界定了阀门110的关闭位置。例如，在限制构件170为活塞的实施例中，当头174的侧面与通道115的颈部140的斜壁141摩擦配合时，阀门110关闭，限制了液体流过。当头174和颈部140的壁之间有空间时，阀门110将打开，并允许液体流过。因此，液体流过通道115并在使用了限制构件170时在其周围流过。

在某些实施例中，限制构件170(如活塞的头172)可以包括一个形成于其中的槽176，优选为在头172的圆周上，不过也考虑了其他配置，包括纵向或倾斜的线性槽。无论采用什么配置，槽176的尺寸设计为可接收和保持弹性构件178(如O形环或其他密封部件)，此构件可以具有任何有助于与通道颈部140的壁141形成液体密封的合适形状。参照图4、7和8，槽176可以包括至少一个壁，例如后、顶或底壁，它们共同形成并界定了槽176。槽176的后、顶或底壁可以彼此连续，形成单个壁，该壁可与头172其余部分的外周连续，与其形成开口。在某些实施例中，如图8所示，槽176可以是不对称形状，一侧或一个壁比另一侧或另一个壁长，不过在其他实施例中，槽176可以是对称的。槽176的内表面或壁可以是弯曲、倾斜、线性或其他适合于在其中接收弹性构件178的配置。槽176可以具有任何合适的尺寸，例如在大约0.5–2mm深和0.5–2mm高的范围内。在至少一种实施例中，槽176可以是大约1.4mm深和大约1.6mm高，槽176的开口约为1.6mm。

槽178的尺寸设计是，当弹性构件178在通道115颈部140的壁141上压缩时，可以容纳弹性构件178径向膨胀到槽176中，从而形成液体密封。因此，当弹性构件178保持在槽176中时，即使弹性构件178受到压力或压缩，也至少可以部分伸出槽的开口，以便能够与颈部140的壁141形成密封。弹性构件178可由任何合适的弹性材料制成，例如但不限于表氯醇(ECO)(如Zeon Chemicals,L.P(Louisville,KY)提供的

品牌)、腈、硅酮、氯丁橡胶、特氟隆(PTFE)、橡胶，以及天然或合成弹性聚合物。弹性构件178可以具有任何适合压缩和回弹的弹性体品质，例如可由肖氏硬度计上85-95范围内的刚度或硬度来证明，在至少一种实施例中约为90，不过刚度或硬度计可以使用任何合适的仪器来测量。弹性构件178可以具有任何适合为所用材料类型提供所需弹性体品质的硬度。例如，其厚度可以在约0.5–3mm的范围内，在至少一种实施例中为大约1.78mm。弹性构件178的直径足以装入限制构件170的头172的槽176内。例如，弹性构件178的内径可以在8–10mm的范围内，在至少一种实施例中约为9.25；外径在约10–15mm的范围内，在至少一种实施例中约为12.8mm。

此外，位于限制构件170外周中的槽176的开口可与限制构件外周大致在一个平面上，包括任何角度或倾斜度，例如图8所示的头172的槽。因此，槽176的开口可以相对于阀轴114成某个角度，并且可与通道115颈部140的角度相关，以便与颈部140的斜壁141一起提供液体密封，并将弹性构件178保持在其中。因此头172的直径可以变化，在槽176的一侧可以较大，在槽176的另一侧可以较小，例如在槽176的一侧约为13.7mm，在另一侧约为10.5mm。在至少一种实施例中，头172的直径较小的部分靠近杆174，以跟随通道115在颈部140处变窄。

在至少一种实施例中，头172还可以包括一个延伸部分173，从头172上与杆174相对的方向伸出，如图7所示。延伸部分173可以是延伸超出头172的基本平面的突起或其他小型结构。延伸部分173可以是线性、弯曲或倾斜的。它可以延伸超出头172任何合适的长度，以与阀门110的上阀体120接合，如下所述，进而限制了限制构件170沿阀轴114在第二端112方向的移动。例如，在某些实施例中，延伸部分173可以从头172的表面延伸2–3mm的范围，在至少一种实施例中可以延伸约2.2mm。此外，在至少一种实施例中，延伸部分173可以具有任何适合通道115内部的宽度或直径，例如在3–8mm的范围内，在至少一种实施例中约为5mm。在某些实施例中，延伸部分173可以具有与杆174的宽度相似的直径，不过这种关系并非在所有实施例中都是必需的。

如图4、9和10所示，阀门110还包括一个形成阀门110第二端112的上阀体120，并配置为与下阀体130接合。如上所述，上阀体120可由与下阀体130的材料相同或不同的材料制成。上阀体120本身具有第一端121和相对的第二端122，以及界定在两者之间的长度。该长度可以是任何合适的度量，例如在18–40mm的范围内，在至少一种实施例中约为20.5mm。如图1-3、9、11和12所示，上阀体120的第二端122可以包括螺纹或其他合适的摩擦或接合特征，以允许上阀体120连接到液体储存容器10顶部的充注装置12、液体源或其他机构，以便充注和排放液体储存容器10。上阀体120的第一端121配置为接合下阀体130的第二端132，以共同形成阀门110的阀体。例如，在至少一种实施例中，上阀体120和下阀体130通过焊接、粘合剂、螺纹接合或其他合适的固定紧固机构牢固地连接在一起。因此，上阀体120的至少一部分可以具有与上述上阀体130大致相似的直径，例如上阀体120的第一端121。例如，在至少一种实施例中，上阀体120第一端121的直径可以在15–17mm的范围内，在至少一种实施例中可以约为16mm。

在至少一种实施例中，当上阀体120第一端121和下阀体130第二端132连接在一起以形成阀门110时，上阀体第一端可以被接收在下阀体第二端内。在其他实施例中，下阀体130第二端132可以包括一个内部凹口或其他径向朝内的特征，此特征被配置成接收和约束上阀体120第一端121。当然，上下阀体120、130还可以通过其他方式接合在一起，例如下阀体130第二端132可以被接收在上阀体120第一端121内。接合之后，上下阀体120、130就可以通过焊接、粘合剂或其他合适的方法彼此永久地附在一起。

阀门通道115在上阀体120的第一和第二端121、122之间延伸穿过。当阀门110的上下阀体120、130接合在一起时，通道115在它们之间形成连续液体流动通路。因此，通道115在上阀体120第一端121的直径可以与通道115在下阀体130第二端132的直径相似，例如在至少一种实施例中约为16mm。在其他实施例中，延伸穿过上阀体120的通道115的直径可以比下阀体130中的通道115直径小，例如约为6mm。

在某些实施例中，如图10所示，上阀体120还包括一个环形通道124，布置在上阀体120内圆周上。环形通道124可以位于上阀体120中的任何位置，不过优选位于上阀体120的第一端121。环形通道124可与上阀体120中的通道115同心定位，如图10所示。环形通道124在上下阀体120、130中都与通道115液体连通。因此，环形通道124向阀门110外围(如外周)区域提供液流，将液体引向头172周围，因此限制构件170不会阻碍液体流过打开位置的阀门110。环形通道124的外径可以与通道115在下阀体130中的直径大致相同，例如在至少一种实施例中约为16mm。

连接环形通道124与主通道115的是至少一个通路125，如图10所示。因此通路125在中心通道115与环形通道124之间液体连通，并在通道115、124之间提供液流。可以有任意数量的通路125，它们可以具有足以在通道115与环形通道124之间提供液流的任何形状和尺寸。例如在图9和10的实施例中，可以有三个通路125间隔均匀地分布在主通道115周围，不过在其他实施例中，可以有两个、六个、八个或任意多个通路。在更进一步的实施例中，通路125的几何结构和/或形状可以彼此相同，在其他实施例中可以彼此不同。例如，通路125的形状可以是三角形，如图9所示，从主通道115倾向环形通道124。在其他实施例中，通路125可以是弯曲、线性、有接缝或其他配置。在至少一种实施例中，通路125可以相对于阀轴114在10°至80°的范围内倾斜。在某些实施例中，通路125可以相对于阀轴114倾斜约60°，如图9-10所示。在某些实施例中，上阀体120仅包括一个中心通道115和至少一个通路125，但是缺乏如上所述的环形通道124。在此类实施例中，通路125可以直接将液体引导到限制构件170周围。

上阀体120还可以包括任意数量的脚126，布置在环形通道124与中心或主通道115之间。脚126也可以定位在相邻的通路125之间，以便将一个通路125与下一个分开，如图10所示。脚126可以优选地与上阀体120形成整体结构，因此可以由相同的材料形成。在至少一种实施例中，脚126不会延伸超过上阀体120第一端121的外周，使得上阀体120第一端121上的开口保持完全齐平或大致在一个平面，如图9所示。但是在其他实施例中，脚126可以延伸超过第一端121的外周，或者可以保持在上阀体120内。无论长度如何，脚126都阻止限制构件170沿阀轴114在阀门110第二端112方向的移动。当阀门110完全组装完成时，如图13-17所示，限制构件170位于阀门110下阀体130内并且可在其中移动，头172的延伸部分173突入上阀体120的中心通道115。由于环形通道124也位于上下阀体120、130的接合点，头172也可以向上进入并阻塞环形通道124，但是对于限制头172移动的脚126，则阻止其进入环形通道124。因此，即使头172处于阀门110内的最上限，限制构件170周围来自环形通道124的液流也可以保持。

参照图1-4，阀门110还可以包括一个从阀门110外部伸出的夹子136。在至少一种实施例中，夹子136可以从阀门110的外部伸出1–4mm的范围，在某些实施例中可以伸出大约3mm。夹子136的尺寸设计为可接收并合理保持一个或多个可能沿阀门110的长度定位并延伸进入液体储存容器10的浸渍管、电线、电缆、绳索等，以便获得容器10内部或其中所含液体的读数，例如但不限于液位、温度和压力。因此夹子136可以有凸角，如图1和4所示，它们配合起来固定浸渍管、电线、电缆、绳索。夹子136可以位于沿阀门110外部的任何位置，例如在阀门110第一端111附近。在某些实施例中，夹子136可以位于阀门110的下阀体130上。

阀门110第一端111还包括一个形成于阀门110下阀体130中的接收器139。如图1-4所示，接收器139可以是一个朝外的托座、槽或类似结构，在一个侧面封闭，在另外至少一个侧面开放，不干扰阀门110内部的通道115。如图1-4所示，接收器139可以在彼此连续的三个侧面开放。接收器139的尺寸设计为可以接收并可移动地保持其中的凸轮150。因此接收器139的长度可以在15至17mm的范围，宽度在4至19mm的范围，深度在5至8mm的范围。在至少一种实施例中，接收器139的度量为大约16mm长、大约17mm宽、大约6mm深。

阀门110的下阀体130还包括一个连接开口138，在接收器139处延伸穿过下阀体130的一部分。连接开口138的尺寸设计为可接收穿过其中的连接构件137。例如，连接开口138的直径可以在1–3mm的范围内，在某些实施例中可以约为2.5mm。连接构件137可以是销、螺钉、螺栓或其他类似的紧固件。连接构件137的配置方式是，当凸轮150位于接收器139内时，连接构件穿过连接开口138和凸轮150内的凸轮开口151(下面将更详细地描述)。因此连接构件137的长度可以是至少足以跨越凸轮150的一部分和连接开口138的一部分。在某些实施例中，连接构件137的长度可以是凸轮150的深度加上下阀体130的至少一部分，并且不能延伸超过下阀体130，例如在与下阀体130表面完全齐平时，或在连接构件138中埋头时。例如，在至少一种实施例中，连接构件137长度可以约为12–13mm，例如在某些实施例中约为12.7mm；直径可以在2–3mm的范围内，例如在某些实施例中约为2.4mm。但是在其他实施例中，连接构件137可以延伸超过下阀体130，前提是不阻碍凸轮150的移动。

在某些实施例中，连接构件137可以包括至少一个摩擦元件，例如尖头、翅片、螺纹、法兰、凹槽或其他类似部件，它们从连接构件137向外或向内径向伸出，并且可以成角度、倾斜或弯曲。摩擦元件只需少量伸入连接开口138，足以抓住周围材料而不干扰凸轮150旋转即可。此类摩擦构建配置为在连接构件138附近接合凸轮150和下阀体130中的至少一个，以通过摩擦将连接构件137保持在凸轮150和阀门110内，但不干扰凸轮150的移动或旋转。在至少一种实施例中，摩擦元件可以在其配置和/或沿连接构件137的位置中具有极性，以帮助连接构件137的放置和定位。例如，在至少一种实施例中，连接构件137可以包括四个形成为尖头的摩擦元件，沿连接构件137长度的四分之一进行定位，并从那里向外倾斜至约0.2mm的最终长度。这只是一种实施例，并不打算以任何方式仅限于此。可以有任意数量的摩擦元件，并且可以沿连接构件137定位在任何位置。

参照图1-4，止回阀总成100包括上面讨论的阀门110，以及通过连接构件137可旋转地安装在阀门110的接收器139中的凸轮150。因此，连接构件137用作凸轮150旋转的枢轴点。凸轮150可以具有适合阀门110的接收器139内部的任何厚度。例如，在至少一种实施例中，凸轮150的厚度在3–6mm的范围内，在至少一种实施例中约为5mm。如上所述，凸轮150插入接收器139，因此凸轮150的中心开口与接收器139的连接开口138对齐，并且连接构件137插入穿过两者以将凸轮150和阀门110的下阀体130连接在一起，同时允许凸轮150围绕连接构件157旋转运动。

凸轮150包括一个凸轮轮廓，如图15和16所示。凸轮轮廓是凸轮150的周界，并包括各种各样的特征，影响限制构件170与之接触的部分的运动，例如活塞杆174。例如，凸轮150包括一个凸轮凸角152，表面优选为平滑或圆形，以便接收和支撑限制构件170的至少一部分，例如其末端(可以是杆174)，如图14和15所示。凸轮凸角·152的顶点界定了肩153，肩可以高于凸轮凸角152，并且可以是尖的、圆的或其他配置。凸轮150进一步包括一个凸轮谷154，界定为以凸轮谷底157和从凸轮谷底157伸出的相对的第一和第二凸轮壁155、156为边界的空间。因此，凸轮谷154的深度取决于凸轮壁155、156中至少一个的高度。第一凸轮壁155将肩153接合到谷底157，从而在至少一种实施例中界定了凸轮谷154的高度/深度。例如，在至少一种实施例中，第一凸轮谷155可以具有距离序数中心(或枢轴点)大约10.5mm的半径，凸轮谷154可由距离同一枢轴点半径约5mm的谷底157所界定。两者之差为5.5mm，这是凸轮轮廓上该位置处凸轮谷154的深度。凸轮谷154的深度或高度足以接收杆174，优选为杆174不与谷底157接触。第一凸轮壁155和第二凸轮壁156可以是线性、弯曲或成角度，并且可以彼此平行。在其他实施例中，第一和第二凸轮壁155、156可以相对于谷底157沿不同角度延伸，在至少一种实施例中，第二凸轮壁156的角度可以大于第一凸轮壁155的角度。例如，第二凸轮壁156可以位于凸轮轮廓上距离凸轮150的枢轴点半径约为7.75mm的点，使得第一凸轮壁155比第二凸轮壁156高约2.75mm。第二凸轮壁156可以与凸轮谷底157大致成直角延伸，第一凸轮壁155可以相对于凸轮谷底157成某个锐角或钝角延伸，但优选为成钝角。当然，第二凸轮壁156也可以相对于凸轮谷底157成某个锐角或钝角延伸，并且角度可以与第一凸轮壁155的角度相同或不同。第二凸轮壁156的顶部还限制凸轮150在关闭位置旋转，以阻止其过度旋转，例如相对于阀轴114旋转180°或更多。第一凸轮壁155对面的单独的壁阻止凸轮150在打开位置过度旋转。此外，第一凸轮壁155和肩153的配置可以是，当限制构件170的杆174移过肩153并进入凸轮谷154时，杆174与第一凸轮壁155间隔开。在其他实施例中，当杆174在凸轮谷154中时，可以与第一凸轮壁155接触和摩擦接合。

回到图1-4，臂160从凸轮150伸出，可以牢固地与之连接或形成一体。在至少一种实施例中，臂160可由任何材料制成，例如但不限于尼龙(未填充、玻璃填充和其他类型的尼龙)、塑料、金属、不锈钢和其他合适的材料。臂160、凸轮150和/或阀门110的上下阀体120、130可由相同或不同的材料制成。臂160和凸轮150可以是整体结构，也可以单独制成并牢固地彼此固紧。臂160可以是任何适合液体储存容器10内部的长度，例如在100–130mm的范围内，在至少一种实施例中约为110mm。臂160界定了横切阀轴114的臂轴166，使得两轴彼此交叉，如图4所示。

臂160包括一个沿其至少一部分布置的浮子162。在某些实施例中，浮子162跨越臂160的大部分长度。例如，臂160的长度可以是大约110mm，浮子162的长度可以在75–80mm的范围内。浮子162可由比要充注、储存和从液体储存容器10排放的液体11更轻的材料制成，以便它能浮在液体上面。例如，在至少一种实施例中，浮子162可由密度比液体11更低的材料制成，例如最高0.5g/cc的液体11。在某些实施例中，浮子162的密度约为0.32g/cc的液体11。在某些实施例中，浮子162可以包括多个气袋，以促进在液体11表面上的浮动作用。因此，浮子162可由与打算接触的液体兼容的材料制成以避免溶解，例如但不限于泡沫、硬硝基酚NMR泡沫、聚苯乙烯和其他类似材料制成。浮子162可以通过帽164固定到臂160，例如通过螺母、垫圈、蝶形螺母或其他类似紧固机构，和/或可以永久固定到臂160，例如通过焊接或粘合剂。臂160还可以包括螺纹或其他特征，以接合帽164并可释放地将帽164保持在臂160上，例如在其末端。

如图11所示，止回阀总成100可装在液体储存容器10的内部，例如罐或其他类似结构。例如，液体储存容器10可以是10磅或20磅丙烷气瓶，或用于装液体或气体的其他类似容器。阀门110第一端111和臂160伸入液体储存容器10的内部空间。阀门110第二端112可以连接到充注装置12或其他连接到进入孔的类似结构，以在容器10的进入孔13与阀门110之间提供选择性液体连通。进入孔13又可以连接到液体源，以便充注液体储存容器10。更大的液体储存容器10可以使用更大尺寸的凸轮150、凸轮轮廓、凸轮谷154和臂160，反之亦然，并且可以彼此成比例缩放。但是在至少一种实施例中，无论使用的液体储存容器10大小如何，阀门110的大小都可以保持不变。在其他实施例中，对于具有不同容量的不同大小的液体储存容器10，阀门110也可以更大或更小。

在如图11和13所示的打开或静止位置(这些位置也可以与排放位置相同)，止回阀总成100的臂160向下伸入液体储存容器10的内部空间，角度为A1。角度A1从水平方向到臂轴166进行测量，是臂160可以定位的最大角度。当浮子162不与容器10内的液体11接触时，就会出现此角度。角度A1可以取决于凸轮150的轮廓，以及容器10的尺寸和容量。在至少一种实施例中，角度A1可在相对于水平方向成90°到45°的范围内，在至少一种实施例中约为55-56°。进一步看阀门110内部，如图13所示，在打开或静止位置，限制构件170的头172可与阀门110的上阀体120接触，杆174的末端可以不与凸轮150接触。穿过通道115的通路畅通，偏向构件182、184被放松，没有被压缩。

要开始为容器10充注液体11，将液体源连接到进入孔13。充注装置12的把手14(如图11所示)以转动、旋转、按压、滑动或其他合适的动作来操作，以打开充注装置12，使液体11可以从液体源(未显示)通过进入孔13进入。液体11经过充注装置12，进入阀门第二端112，经过阀门110的通道115，从阀门110中的液体开口135流出(如图1-3所示)。图14显示了充注期间经过阀门110的液体的液流16。随着液体11经过阀门110从充注装置12向下流，它在液流16的方向对限制构件170(如活塞头172)施加液体力20，此方向在阀门110的第一端111的方向。液体力20在液体流16的方向推动限制构件170，液体流经过通道115、通路125和环形通道124并围绕限制构件170。限制构件170因而与阀门110的上阀体120脱离接触，并与凸轮150接触。具体地讲，杆174的末端与凸轮150的凸轮凸角152接触。此凸轮凸角152为杆174提供足够的高度，以保持限制构件170从颈部140的壁提升。

此外，液体力20开始将第一偏向构件182压向第一支撑表面142，产生针对限制构件170的对应第一力分量。如图14所示，限制构件170附近存在第一压缩区186。不拘泥于理论，第一压缩区186由限制构件170的一部分的顶部和底部边界所界定，该部分负责在密封点190形成与第一偏向构件182的压缩有关的密封。因此应该理解，第一压缩区186是限制构件170(如活塞头172)的上边界及其下端所界定的区域，在其从刚与第一偏向构件182接触而没有压缩的位置(作为上边界)，直至其压缩第一偏向构件182(下边界)的运动范围。因此，在至少一种实施例中，第一压缩区186可以位于通道115中的密封点190或其附近。

随着液体储存容器10开始充注，其中积累的液体11的液位开始上升。当液体11的液位达到臂160上的浮子162时，浮子162也开始随着液体11的液位上升而上升。液体11与浮子162的这一接触标志着过渡位置。随着液体11液位上升并且浮子162上升经过各个过渡位置，所连接的臂160和凸轮150围绕作为枢轴点的连接构件137旋转，从而将臂轴166的角度在A1的基础上减小。随着凸轮150旋转，如图15所示，杆174沿凸轮凸角152运动到凸轮肩153。通道115在这些过渡位置保持打开，允许液体11继续流过阀门110并进入容器10。继续到来的液体流16增加了限制构件170上的液体力20，从而通过第一压缩区186进一步压缩第一偏向构件182，并开始在第二压缩区188压缩第二偏向构件184。像第一压缩区186一样，第二压缩区188也由限制构件170的一部分的上下边界所界定，该部分最终将形成密封接合来关闭阀门110，如活塞头172，但是与第二偏向构件184而不是第一偏向构件相关。因此第二压缩区188在限制构件170与第二偏向构件184接触时开始，并继续穿过第二偏向构件184的压缩范围。第一和第二压缩区186、188可以彼此重叠，也可以彼此分离。第一和第二力分量可以彼此相加，从而随着第二偏向构件184的增加和/或向压缩的过渡而提供增加的阻力。此阻力增加可以是线性增加或非线性增加，例如逐步式或呈指数式，并且可由偏向构件182、184的阻力属性或其他物理属性来决定。

当限制构件170压缩第二偏向构件184时，偏向构件184又因而产生第二力分量，推向限制构件170。在至少一种实施例中，第二偏向构件184具有产生第二力分量的属性，该力分量可以大于第一偏向构件182产生的第一力分量。例如，第二偏向构件184可以具有更大的弹簧系数或刚度，在被压缩时产生比第一偏向构件182更大的力。不过在其他实施例中，第二力分量可以等于或小于第一力分量。

第二压缩区188优选为比第一压缩区188更靠近密封点190，使得第一和第二力分量彼此相加，限制构件170越靠近密封点190，其上的阻力就越大。当限制构件170接近密封点190时，通道115中液体可以流过的空间变小，从而加大液体流16施加在限制构件170上的力。由于此增加的液体力，限制构件170能够对第二偏向构件184施加更大的力。由于此更大的液体力，具有更多阻力属性的第二偏向构件184能够被压缩，而最初的液体力可能无法将其压缩。

当浮子162上升到已确定的容器10最大充注液位时，臂160和臂轴166成角度A2，如图12所示。角度A2定义为达到最大液位时臂轴166相对于水平方向的角度。在某些实施例中，最大充注液位可以是容器10总容量的大约75％-90％，在至少一种实施例中可以是满容量的大约80％。臂160在最大充注液位时的对应角度A2可以在相对于水平方向成40°到0°的范围，在至少一种实施例中可以是大约19-20°。在任何情况下，角度A2都小于角度A1。当臂160达到角度A2时，凸轮150已旋转足够的程度，使得杆174掉落并脱离凸轮肩153，如图16所示。进入的液体的压力或液体力20继续压迫限制构件170，将杆174向下推入凸轮谷154。同时，液体力20在第一和/或第二压缩区186、188进一步压缩第一和第二偏向构件182、184。

在至少一种实施例中，限制构件170的向下移动被在密封点190接触通道115颈部140的斜壁141的头172和/或弹性构件178阻止，如图16所示。密封点190的精确位置是本领域技术人员决定的一个设计选择，可以位于沿通道115的任何位置，优选为沿颈部140的斜壁141的任何位置。随着限制构件170更接近密封点190，以及来自第二偏向构件184的更大第二力分量，所导致的更大液体力在密封点190提供了比在其他阀门中更紧的密封，并在限制构件170(如活塞头172)接触颈部140的斜壁141的点提供更大的摩擦力。实际上，在至少一种实施例中，液体力20可以大到足以使头172和/或弹性构件178可以摩擦压缩颈部140的斜壁141，将限制构件170紧紧楔入或卡入通道115的颈部140。头172和/或弹性构件178与通道颈部115之间的这一接触在密封点190提供了液体密封，从而关闭阀门110并阻止液体流过接触点。这样，阀门110就会自动关闭或切断。

优选地，阀门110的密封与杆174脱离凸轮肩153并移入凸轮谷154大致同时发生。在至少一种实施例中，杆174的长度小于从颈部140到凸轮谷底157的距离，使得颈部140在杆174能接触凸轮谷底157之前阻止限制构件170的向下移动。在关闭位置，第一和第二偏向构件182、184分别在头172的底面与第一和第二支撑表面142、144之间处于最大压缩。阀门110保持在此关闭位置，直至阀门110上的压力释放。

要使用容器10内的液体11，必须首先断开充注装置12，或在进入孔13对容器10排气。这样会降低阀门110上方(靠近第二端112)的压力(与阀门110内相比)，并导致初始排放，如图17所示。在某些实施例中，此压差足以打开阀门110。但是在至少一种实施例中，此压差可能不足以克服在密封点190处头152与颈部140的壁141之间的摩擦。因此，可能需要至少为第二力分量(但优选为第一和第二力分量一起)的弹簧力30才能克服摩擦接合。一旦阀门110上方的压力由于排气或拆除充注装置而降低，第一和第二偏向构件182、184从压缩状态施加在头172上的弹簧力30变得比头172的另一面上的压力更大。当头172仍在密封位置靠在颈部140的斜壁141上时，第一和第二偏向构件182、184都借助足以克服密封摩擦的组合弹簧力30推撞头172。在某些实施例中，来自第一和第二偏向构件182、184的弹簧力30还可以克服杆174与凸轮肩173之间可能存在的任何摩擦。一旦限制构件在颈部140内的摩擦被克服，限制构件170就沿弹簧力30的方向(与摩擦力相反)向上移动。液体密封被释放，阀门110打开，允许液体在使用期间流动(例如用于排放)。第一和/或第二偏向构件182、184可以继续将限制构件170从密封点190推开各自长度所允许的足够距离。克服初始摩擦后，从下面释放的液体流16的压力还有助于限制构件170向上的移动。

采用第一和第二偏向构件182、184(或具有不同压缩属性的复合偏向构件的第一和第二部分)可以提供某些目前的阀门所不具备的优点。如果仅有一个偏向构件，只能提供单个要使用的力分量，则偏向构件要么刚度太大，无法足够压缩以使阀门110关闭，要么太轻，无法克服限制构件170在密封点190的密封接合摩擦力。采用两个不同的力分量，例如由第一和第二偏向构件182、184提供，则可以弥补此差距并解决此问题。额外的力仅在需要的时间和地方添加，以提供更紧密和更高效的密封，并类似地克服提供此更紧密封所产生的摩擦。

由于可以对所述优选实施例进行许多修改、变化和改变，上面的描述以及附图所示的所有事项均应解释为说明性而不是限制性的。因此，本发明的范围应由所附权利要求书及其等效法律文件确定。既然已经对本发明进行了说明。

Claims (22)

1.一种有关闭位置和打开位置的止回阀，所述阀门包括：

一个通道：

(i)沿阀轴延伸穿过所述阀门；

(ii)由至少一个壁界定；

(iii)包括一个由至少一个斜壁界定的颈部；以及

(iv)配置成选择性地与液体源连通；

一个沿所述颈部的所述斜壁定位的密封点；

一个可在所述通道内沿所述阀轴在以下两个位置之间移动的限制构件：

(v)所述关闭位置，由所述限制构件与所述颈部的所述斜壁在所述密封点的摩擦接合所界定；以及

(vi)所述打开位置，由所述限制构件与所述颈部的所述斜壁在所述密封点被隔开所界定；

至少一个偏向构件选择性地与所述限制构件接合，并在第一压缩区提供第一力分量，在第二压缩区提供第二力分量，所述第一和第二压缩区在所述通道内靠近所述密封点，并且所述第二压缩区比所述第一压缩区更靠近所述密封点，所述第一和第二力分量一起提供增加的阻力，所述限制构件更靠近所述密封点；以及

其中所述密封点处的所述第一和第二力分量一起足以克服所述限制构件与所述斜壁在所述密封点的摩擦接合。

2.权利要求1的止回阀进一步包括至少一个与所述通道相关联的支撑表面，在所述的第一和第二压缩阶段，所述的至少一个偏向构件的一端紧靠在所述的至少一个支撑表面上。

3.权利要求1的止回阀，其中所述第一力分量包括第一阻力范围，所述的第二力分量包括第二阻力范围，并且其中一个：(i)所述的第二阻力范围至少部分与所述的第一阻力范围重叠；并且(ii)所述的第二阻力范围不同于所述的第一阻力范围。

4.权利要求1的止回阀，进一步包括提供所述第一力分量的第一偏向构件，以及提供所述第二力分量的第二偏向构件。

5.权利要求4的止回阀，进一步包括与所述通道相关联的第一支撑表面和第二支撑表面、在所述第一压缩阶段接触所述第一支撑表面的第一偏向构件，以及在所述第二压缩阶段接触所述第二支撑表面的所述第二偏向构件。

6.权利要求4的止回阀，其中所述第一偏向构件比所述第二偏向构件长。

7.权利要求4的止回阀，其中所述第一和第二偏向构件布置在所述限制构件的至少一部分周围。

8.权利要求7的止回阀，其中所述第一和第二偏向构件至少在以下之一的周围同心布置：(i)所述限制构件的一部分和(ii)彼此。

9.权利要求1的止回阀，其中所述限制构件是有一个头和从头中伸出的杆的活塞，其中所述的头在所述的关闭位置的所述密封点的所述摩擦接合中接触所述颈部的所述至少一个斜壁。

10.权利要求9的止回阀，其中所述的头进一步包括一个形成于其中的槽，所述槽的尺寸设计成可在其中接收并保持一个弹性构件的至少一部分，所述弹性构件配置成在所述关闭位置的所述密封点的所述摩擦接合中接触所述颈部的所述至少一个斜壁。

11.权利要求9的止回阀，其中所述至少一个偏向构件沿所述杆可移动地保持在所述通道内。

12.权利要求11的止回阀，进一步包括第一偏向构件和第二偏向构件，它们分别在所述杆周围同心布置。

13.权利要求1的止回阀，进一步包括至少一个形成于所述阀门中的所述密封点下游的液体开口，所述至少一个液体开口与所述通道液体连通。

14.止回阀总成包括：

一个如权利要求1所述的阀门；

一个有凸轮凸角和凸轮谷的凸轮，所述凸轮以旋转方式连接到所述阀门；

一个包括一个浮子的臂，浮子配置为在所述液体上浮动，所述臂从所述凸轮沿臂轴伸出，并配置为当所述浮子随着所述液体液位升降时相对于所述阀门转动所述凸轮；

其中所述限制构件的至少一部分配置为：

(i)当所述阀门处于所述打开位置时接触所述凸轮凸角；

(ii)当所述凸轮旋转时沿所述凸轮凸角移动；以及

(iii)当所述阀门处于所述关闭位置时驻留在所述凸轮谷内；以及

所述关闭位置进一步由相对于水平方向成预定角度形成的所述臂轴所界定。

15.权利要求14所述的止回阀总成，进一步包括一个形成于所述阀门一端中的接收器，所述接收器配置为接收和以旋转方式保持所述凸轮。

16.权利要求15的止回阀总成，进一步包括一个延伸穿过所述接收器和所述凸轮的连接构件，所述连接构件形成所述凸轮旋转的枢轴点。

17.权利要求14的止回阀总成，其中所述凸轮谷由一个谷底和至少一个形成所述凸轮凸角的一面的凸轮壁所界定，其中所述限制构件在所述关闭位置与所述谷底隔开。

18.权利要求14的止回阀总成，其中所述预选角度在40°到0°的范围内。

19.权利要求18的止回阀总成，其中所述预选角度约为19°到20°。

20.一个液体储存容器包括：

一个与液体源选择性液体连通的进入孔；

一个配置来保持液体的内部空间；

一个如权利要求15所述的止回阀总成，与所述进入孔选择性液体连通；

所述止回阀的所述臂伸入所述液体储存容器的所述内部空间，

所述浮子配置为随着所述液体储存容器中的所述液体的液位而升降；以及

其中所述关闭位置进一步由达到预定充注液位的所述液体所界定。

21.权利要求20的液体储存容器，其中所述预定最大充注液位在所述液体储存容器总容量的75％到90％的范围内。

22.权利要求21的液体储存容器，其中所述预定最大充注液位约为所述液体储存容器总容量的85％。

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