CN1171763C - 流体的配放阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种流体配放阀，它提供很方便的使用，只需在阀启动器上加最小的力就能将阀维持在开的位置。有非线性弹簧(25)特征的弹性阀启动器(24)装设在阀体(13)的启动器端并可操作地与柱塞(21)连接，而柱塞的相反端在其上面已经安装了弹性阀密封件(19)。紧接的排放出口(16)定位在启动器端和阀密封件之间，这样放置的排放出口当阀在打开位置时与连接阀的流体容器的内部流体连通。

Description

流体的配放阀

技术领域

本发明涉及流体的配放设备，特别是涉及从这样的流体源配放流体的配放阀，该配放阀是牢固的、相对简单的、低成本的、和能很容易启动的，这样的阀能承受包括高至5.0MRAD的照射的消毒过程和高温蒸汽及化学的消毒过程，而不会使阀的结构或操作的整体性受到损害，所以可以用于配放各种各样的产品，其范围从灭菌产品(没有微生物)到消毒产品、不消毒的产品。

背景技术

从美国专利3,187,965；3,263,875；3,493,146；3,620,425；4,440,316；4,687,123和5,918,779号中已知用于从流体容器、系统或这样的流体的其他源头配放流体的配放阀。例如，在家中用于给饮用者配放饮用的饮料或其他液体的系统中可以使用这样的阀。低成本、无故障和可靠的阀动作是这些应用中的主要考虑因素。如果出售的阀是作为一次性使用品，那么低成本就特别重要，例如，在充满流体的容器上装设该阀，当流体已经饮用完时与该容器一起扔掉的情况。

在美国专利3,187,965中，表示的牛奶容器用的配放阀有通常成一整体的阀体，其一端连接到牛奶容器。阀体有在其中形成的L形通道，在其一端有与牛奶容器连通的入口开口，在其相反端有将牛奶排放到容器外面的排放出口。在阀体内的柱塞孔装设可滑动地安装柱塞构件的装置。固定连接到柱塞构件内端的阀密封件可由柱塞构件移动以便打开和关闭入口开口。柱塞构件的相反端或外端伸出到牛奶容器的外面。直径比柱塞构件大得多的推压按钮安装在柱塞构件的外端和放置在阀体中，从而露出的推压按钮用于与使用者的手指接触。压缩型的弹簧接合在推压按钮和阀体之间。这样，当对推压按钮加力使阀密封件移动和打开入口开口从容器配放牛奶时，为了使阀密封件回到关闭位置弹簧在所有时间内都对推压按钮施加很大的反力。由压缩弹簧所加的力趋向于与柱塞构件的向内位移成正比地增加。因此，使用者必须在推压按钮上施加相当大的向内力以便将阀维持在打开状态。

表示在美国专利3,263,875号中的另一种阀应用与’965号专利相似的柱塞构件和阀体。其外周边部分与阀体接合的弹性隔膜的作用即作为回复弹簧也作为推压按钮。不幸的是，市场上有售的有这样隔膜启动器的各类阀，过去还是需要使用者在配放液体时施加很大的力以便维持阀打开。

同样，工业上已经作出各种努力以便能提供低成本的配放阀与一次性使用的容器一起使用，但是这些努力只取得有限的成功。例如，Waddington & Duval公司提供一种压力开关用于一次性使用的容器(如酒箱、水瓶、和液体洗涤剂容器)，它们有两种型号COM 4452和COM 4458，两者都装设与阀关闭件可操作地连接的可压下的按钮启动器，用于使阀关闭件移动离开阀座从而配放液体。不幸的是，阀的结构是这样，即在使用之后要配放的流体滞留在阀座后面的阀的配放室内，从而滞留在储存流体的任何冷藏或绝热的容器之外，这样在每次使用之后增加了滞留在阀体后的流体容积腐败的风险。还有，许多流体配放的应用要求在使用配放设备之前要进行有力的消毒程序，包括高至5.0MRAD的照射，高温蒸汽和化学消毒程序。Waddington &Duval配放阀的阀体是薄壁的聚乙烯构造，不能承受这样的消毒程序，事实上它将变脆并在进行这样程序时倾向于损坏，这样就极大地限制了它们应用到食品配放。甚至还有，Waddington & Duval配放阀结构的聚乙烯阀关闭件是高度导热的，从而在流体容器的外面和容器的内含物之间简单地通过阀结构很容易地发生传热，又提高了内含物腐败的风险。

类似地，Jefferson Smurfit Group提供一种类似的开关与一次性使用的容器一起使用，其型号为XITOP。又一次，Jefferson SmurfitGroup的开关构造是这样，在使用之后要配放的流体将滞留在阀座后面的阀的配放室内，从而滞留在储存流体的任何冷藏或绝热的容器外面，又一次在使用之后增加了滞留在阀体内的流体容积腐败的风险。同样，Jefferson Smurfit Group配放阀的阀体的薄壁聚丙烯构造不能承受上述的消毒程序，也会变脆和在进行这样程序时倾向于损坏，这样极大地限制了它们应用于配放食品。和与上面一样，JeffersonSmurfit Group配放阀结构的聚酯弹性体阀关闭件是高度传热的，从而在流体容器的外面和容器的内含物之间简单地通过阀结构很容易发生传热，又提高了内含物腐败的风险。

这样，虽然至今现有技术已经作出很多努力，致力于开发这种通用类型的低成本阀，但仍然没有满足对下面这种阀的需求，这种阀更容易使用，它不需要使用者加很大的力使阀保持打开。由于下面的事实使这个问题复杂化，弹簧或其他弹性构件应提供足够的力以便确保当柱塞构件在关闭位置时阀密封件的固定位置没有泄漏。同样，也没有满足对这样一次性使用阀的需求，一次性阀足够牢固以便能够承受严格的消毒程序，它减小在流体容器内部和外部之间通过阀的传热，它在配放过程之间不会将流体截留在使用的储存容器之外。

还有，对作为准备扔掉的流体容器的一个组件的配放阀来说，提供一种容易使用的配放阀并能给使用者保证该阀先前没有被用过或者被损坏过，还保证流体容器内含物的完整性并没有受到破坏，这将是极其有利的。不幸的是，现有技术的配放阀没有满足这样特性的需求。

对阀还有一种需求是，在制造时使阀适合在特殊给定的条件下提供所需的液体流速，所述条件如液体粘度和可以利用的迫使液体通过阀体的液压或“压头”。在所需速率下排放稠的高粘度的流体如冷的糖枫汁或浓缩的橙汁的阀将会在相同的压力下以相当高的速率排放低密度的流体，如水和酒。将希望提供一种，它可很容易地使用正常的生产技术如一定结构范围内的注塑模制进行制造，对流速有不同的阻力以适应这些不同的条件。将特别希望提供一种阀，可以将它制造成这些不同的构造而同时对生产该阀的模具和其它工具只需很少的修改。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种能避免现有技术缺点的流体配放阀。

本发明的另一个目的是提供一种流体配放阀，它需要最小的力来将阀维持在打开位置，并在座放在关闭位置时提供阀的无泄漏的关闭。

本发明再一个目的是提供一种流体配放阀，它可以制成各种各样的构造以便允许有效地应用到粘度变化的流体，而对用于制造该阀的制造设备只需作很少的修改。

本发明又一个目的是提供一种流体配放阀，它给使用者提供一种装置，该装置可以确定阀先前是否启动过和要配放的流体的整体性是否受到过损害。

本发明又一个目的是提供一种流体配放阀，它有足够坚固的结构以便能承受包括受高水平辐射和高温蒸汽及化学消毒的消毒过程，而不会使阀结构的性能或整体性受到损害。

本发明又另一个目的是提供一种流体配放阀，它减小了从液体容器的外部到连接阀的容器内部的传热。

本发明又一个目的是提供一种流体配放阀，它防止在每个配放循环之后流体存储在阀关闭件后面和流体容器之外。

按照上述的目的，公开了一种流体配放阀，它使用方便，只需在阀的启动器上施加最小的力就能将阀维持在打开位置，它提供简单的符合人类工程学的设计和能配放范围广泛的产品的增强型功能。在第一实施方案中，阀体和启动器由聚丙烯共聚物制成，其平均壁厚近似为0.0625英寸，阀密封件由热塑性橡胶制成，其平均厚度约0.032英寸。这样的尺寸特征和材料能使配放阀经受住由食品及药物管理局(FDA)提出的最高灭菌消毒方式的考验和维持由国家卫生基金会(NSF)指导原则所特指的产品消毒情况。尤其是，配放设备能经受在消毒过程第一阶段最大剂量为5.0MRAD(50千戈瑞)或者伽马照射线或者钴的照射。然后配放设备能经受与蒸汽相关的高温和在充装过程中所需的化学消毒过程。配放设备能经受这些组合的消毒方式而不会使阀的结构或操作受到损害。这样，本发明的阀可以用于配放各种产品，其范围从包括但不局限于奶制品、100％汁液和大豆制品的灭菌产品(没有微生物)到包括但不局限于防腐的汁液和咖啡产品的商业上消毒的产品，以及到如化学溶剂的没有消毒的流体。

为了能用最小的力将阀保持在打开的位置，在阀体的启动器端装设具有非线性弹簧特征的弹性的阀启动器并可操作地与柱塞连接，在柱塞的相反端上已经安装了弹性的阀密封件。一个中间的排放出口定位在启动器端和阀密封件之间，这样放置的排放出口当该阀在打开位置时与连接阀的流体容器的内部流体连通。阀端口壁定位在阀密封件和配放室之间，装设许多端口，用于当阀在打开位置时控制流体通过阀体的流量。阀和阀端口壁是这样定位，使得当将阀安装到液体容器时，实际上没有液体将被阀结构截留到绝热容器的外面，这样防止在每次配放循环之后滞留在阀中的液体剂量的腐败。装设推压按钮以用于启动配放阀并将按钮露在连接配放阀的流体容器的外面。在本发明的一个实施方案中，推压按钮是在分离的圆形环圈内同心安装的。一旦第一次使用配放阀，使用者压下推压按钮，从按钮中去掉圆形环圈，从而提供该阀已经被打开的证据，这样提供有封装证明(tamper-evident)启动器。可以将阀制造有各种各样的端口的构形，以便适应配放粘度变化的流体。

本发明配放阀的简洁性和功能性使它能进行制造和与高空腔的工具自动装配，依次它减小了制造成本并给市场提供低成本配放流体的解决办法。设计的简洁性和功能性又能使配放设备在制造过程中很容易按规格改制，以便适合范围很广的配放包装，如柔性的小袋、柔性袋或半硬性的塑料容器。也可以构造本发明的配放阀，以便容易适合范围广泛的充装机器和世界范围的充装条件。

附图说明

下面与附图一起说明的优选实施方案和某些修改的详细描述将使本发明的其他目的、特点和优点变得更加清楚，其中：

图1表示在其上有按照本发明一个实施方案的配放阀的流体容器，用于从容器手动配放流体。

图2是表示在图1中的配放阀的放大透视图。

图3是在图1和2中表示的配放阀体启动端的端视图。

图4是在图1和2中表示的配放阀体的入口端的视图。

图5是表示在图2中带有附加的封装识别部件的配放阀的放大剖面图。

图5a是表示在图2中不带附加的封装识别部件的配放阀的放大剖面图。

图6是在图1-5中表示的配放阀的某些组件的分解图。

图7是表示在图5和6中的阀密封件的正面图。

图8a是曲线图，说明在图1-7的阀在操作时某些力的作用，其中启动器由聚丙烯共聚物制成。

图8b是曲线图，说明图1-7的阀在操作时某些力的作用，其中启动器由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

图9是与图4类似的视图，但说明按照本发明另一实施方案的阀体。

具体实施方式

参考附图，图1表示其中布置有汁液或其他流体的容器或桶10。连接按照本发明一个实施方案的配放阀12，用于从容器10配放流体。尽管表示的配放阀12用于在重力流下配放流体，本领域普通技术人员将很容易认识到这只是为了说明的目的而没有限制的意思。配放阀12也可应用在流体源是在不同于重力的其他源提供的压头(headof pressure)作用之下的情况中配放流体。

如附图的图2-7中进一步表示的那样，配放阀12有一般的管形阀体13，该阀体有外壁13a和内壁13b。阀体有内部或入口端7，和相反的外部或启动端9，以及在这些端之间伸展的轴向方向。尽管表示的阀体通常呈圆筒形管的形式，但是阀体可以是圆形的，方形的，八边形的或其他的形状以适合于将要应用配放阀12的各种情况。阀体13装设部件14以用于将阀体连接到容器10或其他要配放的流体源，以便使在阀体13中形成的入口开口15(图5)与要配放的流体连通。在附图中描述的特殊的连接部件14包括在入口端7附近围绕阀体外部的肋。布置这些肋是为了在阀体的外部和装设在容器上的出口内部之间形成流体密封的压配合连接。除肋之外或者代替肋可以使用其他合适的连接和密封部件。例如，阀体可以装设螺纹或可与容器上的部件配合的卡口式锁紧部件。还有，如弹性的O型圈或其他衬垫这样的辅助的密封元件可以装设在容器上或阀体上以便于阀体和容器之间的接合。

在阀体中于入口端7和启动器端9之间的阀体上某个位置形成排放出口16。当阀体与容器接合时出口16布置在容器或其他流体源的外面。排放出口16一般是短管构件的形式，在垂直于阀体轴向的方向上伸展并与阀体的内部连通。

还有，装设的定位圈14a刚好在连接部件14的上面外接阀体。当本发明的配放阀安装到流体容器上时，定位圈14a紧贴着容器的外壁。如下面将要详细讨论的那样，排放出口16从在阀体内部上的端口壁开始伸展，该端口壁原先由阀密封件关闭。在它的闭合位置(坐靠在端口壁上)，阀密封件定位成与定位圈14a相隔短的轴向距离，最好该距离不大于约0.25英寸，从而将包含在流体容器之外的阀部分内的流体量限制成阀的入口端内在定位圈14a和阀密封件之间的容积。通过限制在一个配放循环之后可能包含在阀结构内的流体量，减小了在配放循环之后保持在阀内的液体剂量经受温度波动的风险，从而依次减小了在接着的配放循环开始时配放变坏的液体剂量的风险。

如图4和5中更具体地表示的那样，阀端口壁17伸展跨过在入口开口15和排放出口16之间的阀体13的内部。阀端口壁确定一组孔或阀口17a，以及围绕阀口17a和朝向入口开口15的阀座18。阀端口壁还确定在阀体中心轴线附近的柱塞引导件开口176。如图5中清楚可见，柱塞引导件支持壁5正好在排放出口16的外部伸展跨过阀体，从而使柱塞引导件支持壁5位于排放开口和阀体的启动器端之间。管状的柱塞引导件20从柱塞引导件支持壁向外伸展，朝向阀体的启动器端9。柱塞引导件20与阀端口壁的柱塞引导件开口17b对齐。阀体还有一对抓握翼30和31在启动器端9从阀体的其余部分向外突出。抓握翼30和31一般伸展在垂直于阀体的轴向的方向和垂直于排放开口16的方向上。要求阀体13由与要配放的流体相容的聚合材料制成，例如像聚丙烯或其他聚烯烃的热塑性塑料。在优选的实施方案中阀体13是由聚丙烯共聚物制成。

柱塞构件21是可滑动地安装在柱塞引导件20内。希望柱塞构件21也是由聚丙烯或其他塑料制成。在优选的实施方案中柱塞构件21同样是由聚丙烯共聚物制成。

柱塞构件21有延伸通过柱塞引导件支持壁5，通过排放出口16和通过阀端口壁17中的柱塞引导件开口17b进入到入口开口15的内端22。

薄的锥形构件形式的弹性阀密封件19固定连接到柱塞构件的内端22，如借助可以压力配合进入与阀密封件19的一定尺寸的开口19a接合的联接元件22a，这是因为制造阀密封件19和柱塞21的材料的弹性性质。阀密封件19基本上可以由不与要配放的流体反应或不污染流体的任何弹性材料制成，并且该材料在使用中所遇到的条件下将不会熔化或变质。例如，在典型的饮料配放应用中可以使用热塑或热固性弹性体或其他的柔性材料，通常在约30到约80肖氏A级硬度计读数的范围内，更优选的是约50到约80肖氏A级硬度计读数的范围内。在优选的实施方案中，阀密封件19是由热塑性橡胶制成。当阀在图5中说明的关闭位置时，阀密封件19的外周边覆盖在阀座18上并对阀座密封。

阀密封件的厚度将取决于材料和操作条件。仅通过例子说明，在重力压头(如在0.5到1磅/平方英寸压力的数量级)下配放饮料的阀中，阀密封件的直径约1英寸，以及在它的外周边厚度约0.020到0.040英寸，最优选的是厚度约0.032英寸。

圆筒形的制动构件28和启动器24与柱塞构件21整体成形在柱塞构件21与内端22远离的外端23。启动器24有圆盖形的弹性部分25，其尺寸是使这个圆盖形部分的周边26可以安装在或保持在布置于阀13的内壁13b上的边缘或凹槽27上而不脱开，正好在阀体13启动器端的内部。选择启动器的尺寸以便提供如下面讨论那样的所需的弹性作用和力/偏转特征。在一个示范性的实施方案中，柱塞，制动构件和包括弹性元件25的启动器由聚丙烯模制成一个单元。弹性元件25通常为锥形，并且直径约1英寸，带有约160°的夹角。也就是说锥形弹性部分的壁与垂直于柱塞构件轴向的平面成10°的角A(图6)。弹性元件25在它的周边处约0.012英寸厚，在它与制动构件28连接处约0.018英寸厚。制动构件28的直径约为0.292英寸。这样，锥形弹性部分的轴向长度x和弹性部分的平均厚度之比约为4。

制动构件28与由柱塞引导件20的外端形成的制动肩29共同动作。这样，当在启动器24处对柱塞构件加力时柱塞21可以移动的距离是由制动构件28在与制动肩29接触之前可以移动的距离所决定。

在操作中，阀安装在如图1所示的容器上。排放开口在容器外面指向朝下，而手指抓握翼30和31水平突出。阀通常保持在图5中说明的全关闭位置。在这个位置，启动器24的弹性迫使柱塞18向外朝向壳体的启动器端9，并将阀密封件19保持在与座18接合，从而头部阻塞从入口开口15到端口17a和排放开口16的流动。在这种条件下，容器内液体11的压力倾向于迫使头部压住座18，从而更紧地关闭该阀。直接包围端口17a的阀端口壁17的那些部分17c支持阀密封件和防止它弯曲进入到排放开口16中。这有助于保证在加上很大流体压力时将不会破坏密封，例如，如果摇动容器10或容器10掉落，则可能会发生上述压力很大的情况。另一种说法是，头部19可以是这样柔软和柔性的，如果没有阀端口壁的支持部分17c，头部将对这样的弯曲非常敏感。使用柔软的柔性头部而不用害怕在极端条件下泄漏的这种能力又有利于在座18上形有效的密封。阀端口壁还给柱塞21提供附加的引导，它有助于柱塞的滑动，减小柱塞结合的任何倾向，和保持头部19与座18同心。

使用者可以用他或她的手指抓住手指抓握翼30和31和用他或她的大姆指压在按钮61的中心部分，以便有意识地在与阀体中心轴线对齐的打开方向上并横截于阀端口壁17移动启动器24、柱塞部21。和阀密封件19，从而就可以打开阀。这样的移动使柱塞构件和阀密封件从正常的关闭位置到打开位置，在打开位置在柱塞上的制动构件28与阀体柱塞孔上的制动壁19接合。在这个打开位置，阀密封件远离阀端口壁17和远离座18，从而使阀密封件不会阻塞端口17a，因此流体可以从容器10流到排放开口16。

当使用者迫使柱塞向内到打开位置时，弹性元件25变形。当柱塞移动时由弹性元件25产生的关闭或向外的力可能升高。但是，关闭力并不是随着向内移动到打开位置而成线性增加。如图8a中曲线图表示意表示的那样，阀的关闭力曲线46如上所述随着从关闭位置40a开始的打开移动首先上升，但是，然后每单位打开位移所引起的关闭力的增加开始减小，直到柱塞构件和阀密封件到达在中间位置42a处的最大关闭力这一点，在那点上向外或关闭的力开始随着打开位移的增加而减小。阀最好在中间位置42a表现出2到2.5磅的最大关闭力。随着进一步的打开位移，弹性部分25所施加的向外或关闭的力接着进一步减小。但是，在向外或关闭的力减少到零之前柱塞到达全开位置44a，在那里制动构件28与制动壁29接合(图5)并阻止打开的移动。在这样的全开位置44a，阀最好仅需要0.75磅的保持力。换一种说法，圆盖形或锥形弹性部分25提供有上升力和下降力段的非线性弹簧特征。选择由制动构件28和制动壁29给定的移动距离，使得全开位置位于特征曲线的下降力段，打开力小于移动时达到的最大值。在上述示范性的实施方案中，从全关闭位置到全开位置的整个移动距离从约0.25英寸到0.75英寸。

由力的曲线47a描述的第一代替实施方案中，弹性元件25设有更大的平均厚度，近似为0.0155英寸，依次在中间位置42a’处需要更大的关闭力，近似为3-3.5磅，之后表现出关闭力的减小，直到达到近似0.75磅的最小值以便将阀保持在开的位置。已经表明这样增加的中间关闭力在阀从全开位置释放时提供更大的扣合型关闭效应，这样，减小了不当心操作阀的风险。

由图8b的力曲线46b描述的第二代替实施方案中，弹性元件25由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-C)制成并且其尺寸如上所述地具有0.015英寸的平均厚度。弹性元件25的这种结构要求在中间位置42b处有更大的关闭力，近似为4-4.5磅，之后表现出关闭力的减小，直到又一次达到近似为0.75磅的最小值，以便将阀保持在开的位置。

还有，由图8b的力曲线47b描述的第三代替实施方案中，弹性元件25还是由PET-C制成并且其尺寸具有0.0155英寸的平均厚度，依次在中间位置42b’处需要甚至更大的关闭力，近似为5-5.5磅，之后表现出关闭力的减小，直到又一次达到近似为0.75磅的最小值，以便将阀保持在开的位置。

这样，通过使用启动器24的另一种聚合物和厚度，如在图8a和8b中各种力曲线表示的那样可以修改力对位移的曲线，从而当从全关闭位置40向内移动到全开位置44时，中间位置42表现出更大的关闭力，这样在释放阀致动器时增强扣合型的关闭效果。

还有，通过如上述那样构造每个阀元件，即，由聚丙烯共聚物制成有最小平均壁厚为0.0625英寸的阀体，和由热塑性橡胶制成有平均厚度约为0.032英寸的阀密封件，阀结构可以承受将该阀应用于食品时必须的有力的消毒过程，包括对结构高至5.0MRAD的照射和使结构承受高温化学和蒸汽消毒过程，而不会使阀结构变脆或以其他方式使阀的结构或操作的整体性受到伤害。

非线性弹簧特征提供几个明显的优点。它在全关闭的位置可以提供很大的关闭力，从而有效地密封，而在全开位置时有很低的保持力。使用者可以只用适中的努力就能在液体流出时保持阀打开。在从关闭位置到打开位置的过程中只会暂时遇到最大的启动力，并不会引起疲劳。相反，在用常规线性弹簧的阀中，在全开的位置遇到最大的关闭力，从而使用者在液体流出时必须连续抵抗这样大的力。还有，非线性弹簧的动作提供所需的“感觉”或触觉的反馈，它向使用者进一步证明阀是打开的，即使使用者不能见到流体或没有去看流体。

因为手指抓握部构件30和31一般横截于排放出口16伸展，以及在使用阀时通常水平伸展，所以使用者手指将支持在排放开口的底端之上，在从开口排放的流体流之外。这样如果配放热的流体，就不会对使用者造成伤害。

在图5中表示的本发明的实施方案中，装设分离的推压按钮元件60以用于使用者手动接合来操作配放阀。推压按钮60最好形成为一个盘，它有大体平的顶表面61和在顶表面61相反侧的底表面62。接合销63位于底表面62的中心并向下伸展。在图5中说明的本发明的实施方案中，启动器24的圆盖形弹性部分25设有中心开孔64，其尺寸适合在其中接纳接合销63和通过摩擦配合使该销保持在适当位置上。这样，将推压按钮元件60向下压并进入到管状容积体13，与上述完全一样，同样使柱塞构件21和阀密封件19沿打开方向移动，该方向与阀体的中心轴线对齐并横截于阀端口壁17。最好在销63连接到底表面62处附近使接合销63装设有定位在销63周围的圆环63a。环63a确定通常与底表面62平行的凸缘63b。当插入到启动器24时，销63整齐地配合在启动器24的中心开孔64内，而凸缘63b与启动器24的顶面齐平。这样，当将推压按钮元件60向下压时，只有凸缘63b与启动器24接触，这样保证在启动按钮时圆盖形的弹性部分不会丧失它的形状或它的非线性弹簧特征。

在本发明的另一个实施方案中，推压按钮元件60还包括可分离的封装指示圈70，它外接在推压按钮元件60上。封装指示圈70由外垂直壁71、顶壁72和垂直尺寸比外壁71小的短的内垂直壁73确定。外垂直壁71有这样的厚度71a，使外垂直壁71的底部确定一个平的表面，其尺寸适合座靠在包围启动器24的管状阀体13的启动端9上。内垂直壁73装设多个朝封装指示圈7的内部伸展的接头片74，每个接头片74在它的底端有狭窄的终端部分75，该终端部分75连接到推压按钮元件60的上边和外边。接头片74最好这样构形，以便使推压按钮元件60基本定位在低于顶壁72的最高区域所确定的平面的位置，从而当推压按钮元件60与启动器24一起装配到配放阀12中时，启动端9的最高点是顶壁72。这样，通过使推压按钮60凹入到配放阀12的结构中并在顶壁72之下，就可以避免不小心或无意地(通过撞击表面等)使阀启动。

在使用中，新的配放阀12装设到没有使用过的容器上，推压按钮元件60安装在启动器24中，其封装指示圈70无人触及过。一旦通过压下推压按钮60来第一次启动阀，封装指示圈70的移动就被管状阀体13的上边缘阻止，从而推压按钮元件60移动进入阀体13，造成封装指示圈70与推压按钮元件60分离并从配放阀12掉落。这样，对使用者来说根据推压按钮元件60有或没有封装指示圈70存在可以很容易知道阀12原先是否启动过。

阀在打开位置时流体的流动阻力很大程度上由端口17a的流动阻力控制。所以可以通过选择端口的数目和尺寸来挑选阀的流体流动阻力以便适合应用的场合。只要略微修改注塑的设备(如改变在这样的模具结构内的可动销的位置)就可以改变端口17a的数目和尺寸。这就允许制造者可以为几乎任何的应用仅花费很小的工具成本就能制造不同的阀。端口17a不需是圆的；用合适的可互换的注塑组件也可以制造其他形状，包括部分围绕阀体中心和部分围绕柱塞引导件开口17b’的弧形端口17a’(图9)。

因为如上所述的配放阀12仅用由常规的简单的模制技术制成的几个部件构成，它在操作上相对简单，制造比较便宜。它本质上就很可靠，并且在制造中不需极其精确。

弹簧设计领域的普通技术人员将很容易认识到，也可以使用启动器的弹性元件25的其他形状，如矩形，十字形和八边形而不会背离本发明的范畴。

还有，如上所述，可以将弹性元件25布置在柱塞的露出端或启动端，从而弹性部分的作用如推压按钮的一部分并接近壳体的启动端。但是，这不是必须的，弹性元件可以布置在阀体内使用者接触不到的位置，如上面通过推压按钮元件60的使用所详细解释的那样。还有，虽然与柱塞构件整体形成弹性元件是极其有利的，但这也不是必须的。相反，阀密封件19可以与柱塞构件整体形成，而不是如上所述装配到柱塞构件上，之后再连接弹性元件。还有，弹性元件可以任选地由塑料或金属制成。

现在已经全部给出作为本发明基础的各优选实施方案和某些概念的修改，熟悉现有技术的人们在通晓所述的基础概念之后很明显会提出各种其他的实施方案和对这里表示和描述的各实施方案进行一定的改变和修改。因此，应该理解本发明可以用与这里特定提出的不同的其他方法实施。

工业实用性

就防封装开启的配放阀的工业应用来说，希望提供一种比传统的配放阀更容易使用的阀结构，它不需要使用者施加过大的力来使阀保持打开，而同时保证在关闭位置时阀无泄漏地座放。还希望提供一种阀，它适合用通常的如注塑这样的生产技术，在有不同的流体流动阻力的构形范围内很容易地制造，以适应变化的流体粘度和压力，以及给使用者提供该阀以前没有被使用过或被损坏过的保证，和流体容器内含物的完整性没有受到损害。这里公开的是一种流体的配放阀，它很容易使用，通过装设具有非线性弹簧特征的弹性阀启动器，只需最小的力加在阀启动器上就能将阀维持在开口位置，该阀启动器与柱塞可操作地连接，而柱塞的相反端在其上面已经安装了弹性的阀头。中间的排放出口定位在启动端和阀头之间并与流体容器的内部流体连通。阀端口壁定位在阀头和配放室之间，配放室装设多个端口以便当阀在开口位置时限制流体通过阀体的流量。装设暴露在连接配放阀的流体容器外部的推压按钮启动器，以便启动配放阀，启动器包括连接在推压按钮上连接的可分离的封装指示环圈。

Claims (68)

1.一种流体的配放阀包括：

一具有入口和排放出口的阀体；

一在所述入口和所述排放出口中间的阀端口；

一可以从关闭位置移动到打开位置的弹性阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口；和

一可操作地与所述弹性阀密封件连接并可操作地与所述阀体接合的弹性启动器，从而所述弹性启动器在所述弹性阀密封件上施加关闭力，向所述关闭位置偏压所述弹性阀密封件，所述弹性启动器表现出在所述关闭力和所述弹性阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系。

2.如权利要求1所述的配放阀，其中所述弹性启动器这样构造，即所述非线性关系使所述关闭力随所述弹性阀密封件从在所述打开位置和所述关闭位置之间的中间位置到所述打开位置的位移而减小。

3.如权利要求2所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即当所述弹性阀密封件在所述打开位置、所述关闭位置和在它们之间的任何位置时，在所述弹性阀密封件上施加关闭力。

4.如权利要求2所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即所述关闭力随所述弹性阀密封件从所述关闭位置到所述中间位置的位移而增加。

5.如权利要求1所述的配放阀，其中所述弹性启动器包括锥盘形构件。

6.如权利要求1所述的配放阀，还包括：

一往复地安装在所述阀体内并具有外端及内端的柱塞构件，所述外端连接到所述弹性启动器，以及所述内端连接到所述弹性阀密封件。

7.如权利要求6所述的配放阀，还包括：

在所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动的装置。

8.如权利要求6所述的配放阀，还包括：

一在所述柱塞构件上的制动元件和一在所述阀体上的制动元件，这些所述制动元件互相接合，以便当所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动。

9.如权利要求6所述的配放阀，其中所述弹性启动器与所述柱塞构件整体成形。

10.如权利要求6所述的配放阀，其中所述柱塞构件的所述外端是露在外面的，以用于使用者手动接合来打开所述配放阀，并且所述弹性启动器形成用于使用者手动接合的推压按钮的至少一部分。

11.如权利要求10所述的配放阀，其中所述阀体有远离所述入口的启动端和在所述启动端处的启动器开口，所述推压按钮基本上封闭所述启动器开口。

12.如权利要求6所述的配放阀，所述弹性启动器还包括具有连接到所述柱塞构件的中心部分和与所述阀体接合的外周部分的大致锥形形状。

13.如权利要求6所述的配放阀，还包括：

一露出以用于使用者手动接合来打开所述配放阀的推压按钮元件，所述推压按钮元件是由所述弹性启动器摩擦地保持的。

14.如权利要求13所述的配放阀，所述推压按钮元件还包括具有顶表面和底表面的大致平的盘，从所述底表面向外伸展的接合销，以及在所述底表面附近包围所述接合销的一部分并确定大致平行于所述底表面的凸缘的圈。

15.如权利要求14所述的配放阀，所述销是摩擦地保持在所述弹性启动器的顶表面中的开口内，而所述凸缘紧贴着所述开口附近的所述弹性启动器的所述顶表面。

16.如权利要求13所述的配放阀，所述推压按钮元件还包括一外接在所述推压按钮元件上并可分离地固定在那里的封装指示圈。

17.如权利要求16所述的配放阀，所述封装指示圈包括外垂直壁、顶壁、底壁和内垂直壁，以及多个在所述内垂直壁上的接头片，其具有可分离地保持所述推压按钮元件的削弱部分。

18.如权利要求17所述的配放阀，所述多个接头片可分离地将所述推压按钮的顶表面保持在低于所述封装指示圈的所述顶壁的垂直位置。

19.一种流体配放阀包括：

一具有入口和排放出口的阀体；

一在所述入口和所述排放出口中间的阀端口壁，所述阀端口壁有多个穿过其延伸的阀端口并确定包围所述阀端口的阀密封座；

可操作地与所述阀体接合并可从关闭位置移动到打开位置的弹性阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口，所述阀密封座支持所述阀密封件以防止当所述阀密封件在所述关闭位置时由加在所述入口的流体压力的影响所产生的弯曲；和

一弹性启动器，该弹性启动器表现出在由所述弹性启动器施加在所述弹性阀密封件上的关闭力和所述弹性阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系。

20.如权利要求19所述的配放阀，所述弹性启动器可操作地连接到所述弹性阀密封件并可操作地与所述阀体接合，从而所述弹性启动器在所述弹性阀密封件上施加所述关闭力，朝向所述关闭位置偏压所述弹性阀密封件。

21.如权利要求20所述的配放阀，其中所述弹性启动器这样构造，即所述非线性关系使所述关闭力随所述弹性阀密封件从在所述打开位置和所述关闭位置之间的中间位置到所述打开位置的位移而减小。

22.如权利要求21所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即当所述弹性阀密封件在所述打开位置、所述关闭位置和它们之间的任何位置时，在所述弹性阀密封件上施加至少某些关闭力。

23.如权利要求21所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即所述关闭力随所述弹性阀密封件从所述关闭位置到所述中间位置的位移而增加。

24.如权利要求19所述的配放阀，其中所述弹性启动器包括锥盘形构件。

25.如权利要求20所述的配放阀，还包括：

一往复地安装在所述阀体内并具有外端及内端的柱塞构件，所述外端连接到所述弹性启动器，以及所述内端连接到所述弹性阀密封件。

26.如权利要求25所述的配放阀，还包括：

在所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动的装置。

27.如权利要求25所述的配放阀，还包括：

一在所述柱塞构件上的制动元件和一在所述阀体上的制动元件，这些所述制动元件互相接合，以便当所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动。

28.如权利要求25所述的配放阀，其中所述弹性启动器与所述柱塞构件整体成形。

29.如权利要求25所述的配放阀，其中所述柱塞构件的所述外端是露在外面的，以用于使用者手动接合来打开所述配放阀，并且所述弹性启动器形成用于使用者手动接合的推压按钮的至少一部分。

30.如权利要求29所述的配放阀，其中所述阀体有远离所述入口的启动端和在所述启动端处的启动器开口，所述推压按钮基本上封闭所述启动器开口。

31.如权利要求25所述的配放阀，所述弹性启动器还包括具有连接到所述柱塞构件的中心部分和与所述阀体接合的外周部分的大致锥形形状。

32.如权利要求25所述的配放阀，还包括：

一露出以用于使用者手动接合来打开所述配放阀的推压按钮元件，所述推压按钮元件是由所述弹性启动器摩擦地保持的。

33.如权利要求32所述的配放阀，所述推压按钮元件还包括具有顶表面和底表面的大致平的盘，从所述底表面向外伸展的接合销，以及在所述底表面附近包围所述接合销的一部分并确定大致平行于所述底表面的凸缘的圈。

34.如权利要求33所述的配放阀，所述销是摩擦地保持在所述弹性启动器的顶表面中的开口内，而所述凸缘紧贴着所述开口附近的所述弹性启动器的所述顶表面。

35.如权利要求32所述的配放阀，所述推压按钮元件还包括外接在所述推压按钮元件上并可分离地固定在那里的封装指示圈。

36.如权利要求35所述的配放阀，所述封装指示圈包括外垂直壁、顶壁、底壁和内垂直壁，以及多个在所述内垂直壁上的接头片，其具有可分离地保持所述推压按钮元件的削弱部分。

37.如权利要求36所述的配放阀，所述多个接头片可分离地将所述推压按钮的顶表面保持在低于所述封装指示圈的所述顶壁的垂直位置。

38.一种流体配放阀包括：

一具有入口和排放出口的阀体；

一在所述入口和所述排放出口中间的阀端口；

一可以从关闭位置移动到打开位置的弹性阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口；和

一可操作地与所述弹性阀密封件连接并可操作地与所述阀体接合的弹性启动器，从而所述弹性启动器在所述弹性阀密封件上施加关闭力，向所述关闭位置偏压所述弹性阀密封件，所述弹性启动器表现出在所述关闭力和所述弹性阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系；

所述阀体、所述阀端口、所述弹性阀密封件和所述弹性启动器都是由选定为能承受高至50千戈瑞的伽马照射和钴照射的材料制成。

39.一种流体配放阀包括：

一具有入口和排放出口的阀体；

一在所述入口和所述排放出口中间的阀端口；

一可以从关闭位置移动到打开位置的阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口；

一可操作地与所述阀密封件连接并可操作地与所述阀体接合的弹性启动器，从而所述弹性启动器在所述阀密封件上施加关闭力，向所述关闭位置偏压所述阀密封件，所述弹性启动器表现出在所述关闭力和所述阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系；和

一与所述弹性启动器相接合的推压按钮，从而所述推压按钮朝向所述阀体移动，使得所述弹性启动器将所述阀密封件从所述关闭位置移动到所述打开位置，以及释放所述推压按钮，使得所述弹性启动器将所述阀密封件从所述打开位置移动到所述关闭位置。

40.如权利要求39所述的配放阀，所述弹性启动器具有连接在其上的第一制动构件，该制动构件被构制成终止所述启动器在所述阀体中的运动。

41.如权利要求40所述的配放阀，所述阀体还包括被构制成与所述第一制动构件接合的第二制动构件，以便在所述柱塞构件和所述阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述阀密封件的打开移动。

42.如权利要求39所述的配放阀，其中所述弹性启动器这样构造，即所述非线性关系使所述关闭力随所述阀密封件从在所述打开位置和所述关闭位置之间的中间位置到所述打开位置的位移而减小。

43.如权利要求42所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即当所述阀密封件在所述打开位置、所述关闭位置和它们之间的任何位置时，在所述阀密封件上施加至少某些关闭力。

44.如权利要求42所述的配放阀，其中所述弹性启动器还进一步这样构造，即所述关闭力随所述阀密封件从所述关闭位置到所述中间位置的位移而增加。

45.如权利要求39所述的配放阀，其中所述弹性启动器包括锥盘形构件。

46.如权利要求39所述的配放阀，还包括：

一往复地安装在所述阀体内并具有外端及内端的柱塞构件，所述外端连接到所述弹性启动器，以及所述内端连接到所述阀密封件。

47.如权利要求46所述的配放阀，其中所述弹性启动器与所述柱塞构件整体成形。

48.如权利要求39所述的配放阀，所述推压按钮还包括具有顶表面和底表面的大致平的盘，从所述底表面向外伸展的接合销，以及在所述底表面附近包围所述接合销的一部分并确定大致平行于所述底表面的凸缘的圈。

49.如权利要求48所述的配放阀，所述销是摩擦地保持在所述弹性启动器的顶表面中的开口内，而所述凸缘紧贴着所述开口附近的所述弹性启动器的所述顶表面。

50.如权利要求39所述的配放阀，所述推压按钮还包括一外接在所述推压按钮上并可分离地固定在那里的封装指示圈。

51.如权利要求50所述的配放阀，所述封装指示圈包括外垂直壁、顶壁、底壁和内垂直壁，以及多个在所述内垂直壁上的接头片，其具有可分离地保持所述推压按钮元件的削弱部分。

52.如权利要求51所述的配放阀，所述多个接头片可分离地将所述推压按钮的顶表面保持在低于所述封装指示圈的所述顶壁的垂直位置。

53.一种流体配放阀包括：

一阀体，其包括：

(1)一具有刚性外壁的第一细长槽道，该刚性外壁限定了从流体入口端延伸到启动端的大致环形的通道；以及

(2)一在所述入口端和所述启动端中间的流体排放出口；

一在所述入口端和所述排放出口中间的阀端口壁，所述阀端口壁限定了阀端口；

一可以从关闭位置移动到打开位置的弹性阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口；和

一可操作地与所述弹性阀密封件连接并可操作地与所述阀体接合的弹性启动器，从而所述弹性启动器在所述弹性阀密封件上施加关闭力，向所述关闭位置偏压所述弹性阀密封件，所述弹性启动器表现出在所述关闭力和所述弹性阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系。

54.如权利要求53所述的配放阀，其中所述阀端口壁在所述排放出口附近横过所述环形通道，所述阀端口包括多个所述阀端口壁中的孔并且所述阀端口壁还确定包围所述多个孔的阀座。

55.如权利要求53所述的配放阀，还包括：

一往复地安装在所述阀体内并具有外端及内端的柱塞构件，所述外端连接到所述弹性启动器，以及所述内端连接到所述弹性阀密封件。

56.如权利要求55所述的配放阀，还包括：

在所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动的装置。

57.如权利要求55所述的配放阀，还包括：

一在所述柱塞构件上的制动元件和一在所述阀体上的制动元件，这些所述制动元件互相接合，以便当所述柱塞构件和所述弹性阀密封件到达所述打开位置时阻止所述柱塞构件和所述弹性阀密封件的打开移动。

58.如权利要求55所述的配放阀，其中所述排放出口还包括一具有刚性外壁的第二细长槽道，该刚性外壁限定了大致环形的通道，该通道具有终止于与所述流体入口端流体连通的所述阀体内的一端以及远离所述阀体的打开出口端，这样的第二细长槽道从所述阀端口延伸到所述打开出口端。

59.如权利要求58所述的配放阀，其中所述第二细长槽道的所述刚性外壁的一部分形成所述阀端口壁和所述阀体的所述启动端中间的阻挡件。

60.如权利要求59所述的配放阀，其中所述第二细长槽道的所述刚性外壁的所述部分限定一开口。

61.如权利要求60所述的配放阀，还包括：

一导向构件，该导向构件与沿着一个方向从所述刚性外壁的所述部分朝向所述阀体的所述启动端延伸的所述开口相对齐，以便支承所述柱塞。

62.如权利要求58所述的配放阀，其中所述排放开口大致垂直于所述阀体的主轴线。

63.如权利要求55所述的配放阀，所述弹性启动器还包括连接到所述柱塞构件上的中部以及与所述阀体相接合的周边部分。

64.如权利要求55所述的配放阀，其中所述弹性启动器与所述柱塞构件整体成形。

65.如权利要求55所述的配放阀，其中所述柱塞构件的所述外端是露在外面的，以用于使用者手动接合来打开所述配放阀，并且所述弹性启动器形成用于使用者手动接合的推压按钮的至少一部分。

66.如权利要求65所述的配放阀，其具有在所述启动端处的启动器开口，所述推压按钮基本上封闭所述启动器开口。

67.如权利要求55所述的配放阀，其中所述弹性启动器是大致锥形的。

68.一种流体配放阀包括：

一阀体，其包括：

(1)一具有刚性外壁的第一细长槽道，该刚性外壁限定了从流体入口端延伸到启动端的大致环形的通道；以及

(2)一在所述入口端和所述启动端中间的流体排放出口；

一在所述入口和所述排放出口中间的阀端口壁，所述阀端口壁限定了阀端口；

一可以从关闭位置移动到打开位置的弹性阀密封件，在该关闭位置所述阀密封件封闭所述阀端口，在该打开位置所述阀密封件不封闭所述阀端口；和

一可操作地与所述弹性阀密封件连接并可操作地与所述阀体接合的弹性启动器，从而所述弹性启动器在所述弹性阀密封件上施加关闭力，向所述关闭位置偏压所述弹性阀密封件，所述弹性启动器表现出在所述关闭力和所述弹性阀密封件从所述关闭位置的位移之间的非线性关系；其中

所述阀体、所述阀端口壁、所述弹性阀密封件和所述弹性启动器都是由选定为能承受高至50千戈瑞的伽马照射和钴照射的材料制成。

Images