CN1780783A - 用于冷饮水箱中贮液器的自动阀组件 - Google Patents

Abstract

一种用于具有贮液器的冷饮水箱的自动阀组件，所述贮液器具有通过可以容纳和支撑倒转水瓶的水瓶转接器总体与空气密封的上端。阀组件包括：提供用于使空气进入到贮液器中的途径的通风通道、以及铰接安装于冷饮水箱的内部的致动器臂。致动器臂响应于在贮液器中水位的变化可以操作，以在打开位置和关闭位置之间进行移动。当在其打开位置，致动器臂允许通过所述通风通道进入到贮液器中的不受限制的空气的通道，并且当在其关闭位置时，致动器臂可以限制空气和液体通过通风通道的流动。

Description

用于冷饮水箱中贮液器的自动阀组件

技术领域

本发明涉及一种用于冷饮水箱中的贮液器的自动阀组件。更具体地说，本发明涉及一种能够有助于将从安装于密封的冷饮水箱中的贮液器上的倒转水瓶中流出的水流阻断的自动阀组件。

背景技术

冷饮水箱的基本设计已是众所周知的。随着对世界饮用水源安全性的关注程度的提高，利用瓶装水作为饮用、烹调和其他用途的水源也已经有了非常大的增长。随着瓶装水用量的增加，冷饮水箱及其部件的设计也需要得到很大改进。例如，尽管这些设备最初仅仅能够从倒转水瓶中分配水，但今天它们通常能够提供冷却水、加热水，和/或在室温下分配这些水。此外，有些人还研发了各种各样不同的水瓶盖，并且安装转接器以用于在冷饮水箱上支撑水瓶，当将装满水的瓶子倒转，并将其放置在水瓶支撑结构上时，转接器(adapter)可以有助于防止水的溢出。为了限制或防止尘土和其他有可能污染储存在贮液器中的水的碎屑进入到贮液器中，还有些人发明了有助于对冷饮水箱进行密封的结构。(例如，可以参见作为这种装置的代表性实例的美国专利号6,167,921、5,526,961以及5,646,127)。

当能够有助于防止储存在贮液器中的水发生污染，并有助于帮助用户将倒转水瓶放置在冷饮水箱上方的冷饮水箱的设计工作的绝大部分已经完成时，几乎没有任何设计直接考虑到这种反复出现的问题，即当水瓶的外表面上呈现出很小的毛细裂缝或破裂时所产生的问题。为了成本显著降低，并且减轻重量，大多数水瓶是由相当薄的塑料形成。当用在冷饮水箱上时，在将水传送到贮液器中，并且空气回到水瓶中时，水瓶所承受的压差典型地会导致水瓶壁上发生向内或向外的弯曲。随着时间的推移，通过这种弯曲过程会使水瓶上出现很小的裂纹或破裂。甚至在水瓶没有出现渗漏迹象的地方，当在某处倒转水瓶，并将其放在冷饮水箱上时，在使用这种瓶子的过程中，瓶子上可能会出现很小的裂纹或小洞。使用瓶装水数量的增加会导致这种情况恶化，因为水瓶连续地反复灌装和反复使用到最终会在水瓶的侧壁上出现裂纹的程度。

在装满水的倒转水瓶的表面上具有或显现出很小的裂纹或破裂的情况下，裂纹会给空气提供进入到水瓶中的途径，其反过来会引起水瓶中的水溢出贮液器，并且溢流到地板上或周围的表面区域。在一些实例中，溢出贮液器的水量实质上会有几加仑，这将会引起地板、家具以及周围物品有相当大的损坏。

为了努力解决这个问题，有些人考虑到在冷饮水箱的贮液器内部混合一些有助于减少空气流入贮液器的很小的漂流物或浮子。通过减小或减慢空气流入到另外的密封贮液器中，可以提供装置用以至少部分控制从水瓶中流出的水流。不幸地是，在水瓶显现出相当小的裂纹，使得其内部液体缓慢排出到贮液器中的情况下，这种现有设备在很大程度上是无效的。也就是说，在水瓶壁面上有显著裂口，通常不能够完全有效地密封住从其中水可以缓慢地由出现很小裂纹或破裂的水瓶中排出的贮液器空气通道的情况下，这种现有设备稍微有点效果。这种现有的装置同样也会出现偏移的现象，并可以减小在冷饮水箱不能垂直定位的情况下设备的有效性。

发明内容

本发明因此提供一种用于冷饮水箱中贮液器的自动阀组件，其可以通过提供一种增强改进型机械装置用于控制空气流入到贮液器中，并因而当贮液器充满到其容量时，有助于防止水从瓶子中流出，从而可有助于控制水从倒转水瓶中向下流入到贮液器中。

相应地，在本发明的一方面，所提供的是一种用于具有贮液器的冷饮水箱的自动阀组件，所述贮液器具有通过可以容纳和支撑水瓶的水瓶转接器总体与空气密封的上端、所述阀组件包括提供用于使空气进入到所述贮液器中的途径的通风通道、以及铰接安装于所述冷饮水箱内部的致动器臂，其响应于在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动。当在所述打开位置时，所述致动器臂可以允许通过所述通风通道进入到所述贮液器中的不受到限制的空气的通道，并且当在所述关闭位置时，所述致动器臂可以限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

在本发明的另一方面，还提供一种用于冷饮水箱中贮液器的自动阀组件，所述阀组件包括提供用于使空气进入所述贮液器中的途径的通风通道，所述通风通道包括具有终止于所述贮液器中的下端的导管；铰接安装于所述冷饮水箱内部的致动器臂，所述致动器臂包括漂浮物，其响应于在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动、以及位于与所述导管的下端相邻的所述致动器臂上的密封元件。这样，当所述致动器臂位于所述的打开位置时，所述密封元件从所述导管的所述下端缩回，当所述致动器臂位于所述的关闭位置时，所述密封元件被驱动与所述导管的所述下端相接触，并限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

在本发明的另一方面，所提供的是一种用于具有贮液器的冷饮水箱的自动阀组件，所述贮液器具有通常通过可以容纳和支撑水瓶的水瓶转接器密封空气的上端、所述阀组件包括位于所述贮液器内部，并且铰接安装于所述水瓶转接器上的致动器臂，所述致动器臂包括漂浮物，其响应于在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动、以及提供用于使空气进入到所述贮液器中的途径的通风通道，所述通风通道包括具有终止于所述贮液器中的下端的导管，所述导管的所述下端由弹性可压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置，所述弹性可压缩材料至少部分地被所述致动器臂压缩，从而可以限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

参照附图和下文的说明，本发明的其他方面和优点将更加清晰可见。

附图说明

参照附图对本发明的优选具体实施方式进行详细说明，本发明的上述和/或其它方面和优点将得到更加清晰地理解。其中：

图1是冷饮水箱的侧透视图；

图2是通过图1的冷饮水箱的部分垂直剖面图，其显示本发明的自动阀组件在其关闭位置上的具体实施方式；

图3至通过图1的冷饮水箱的部分垂直剖面图，其显示本发明的自动阀组件在其打开位置上的具体实施方式；

图4是根据本发明优选具体实施方式的漂浮环的侧视；

图5是图4中沿线5-5截取的截面图；

图6是图5中沿线6-6截取的截面图；

图7是如图2所示的冷饮水箱的水瓶转接器的顶视图；

图8是如图2所示的冷饮水箱的水瓶转接器的底视图；

图9是图7中沿线9-9截取的截面图；

图10是图6中沿线10-10截取的截面图，并描述本发明的可选具体实施方式；以及

图11是图10中所示的“A”部分的放大详细图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式可以以不同的形式体现。然而，下文所描述和公开的说明书和附图仅仅是本发明的一些特殊具体形式，并且不能限制为由此后的权利要求所限定的发明保护范围。

在附图中，图1、2和3总体上显示设计成用于容纳倒转水瓶2的这种类型的冷饮水箱1的主要部件(如在图2和3中的点划线所示)。由于标准冷饮水箱的许多特征与本发明不直接相关，它们在附图中将不显示出，或在一些实例中可能会显示，但不会进行具体讨论。

在图1中，所显示的冷饮水箱1总体上包括具有适用于容纳和支撑倒转水瓶2的顶部60的外壳体50。位于外壳体50的前面典型地具有一个或多个阀或龙头80，其可以开动用以从冷饮水箱中分配水。所使用阀门的数量取决于冷饮水箱是否有能力以分配除了室温水以外的冷却水或加热水。滴盘90经常位于阀80的下方以用于收集水滴或当阀门开动时所出现的溢出水。

参照图2和3，冷饮水箱1同样也包括贮液器4、水瓶转接器5、瓶盖接合探针或销6以及上盖环7。冷饮水箱1的这些主要部件的外形结构和构架并非与那些已经用了相当长时间的有什么不同。贮液器4的设置有成总体上具有开口上端的结构，所述开口上端通常通过水瓶转接器5密封空气的开口上端。在所示的具体实施方式中，水瓶转接器5包括当将转接器装入贮液器的开口上端时，可以支撑贮液器壳体内表面的圆周唇形密封8。接着，进入贮液器的通道将受到限制，从而使水流通过瓶盖接合销6，并经过空气或通风通道，此两者在下文中将会进行更加详细的讨论。

由于许多冷饮水箱是标准的，水瓶转接器5具有圆锥或漏斗一样的形状，并设计成可以容纳和支撑倒转水瓶2在倒转方位上，这样水瓶中的水可以借助重力进入到贮液器4中。在冷饮水箱中使用的典型水瓶采用可以围住其开口端的盖子9，并且当水瓶倒转时，其可以提供装置用于使水从瓶子中分配出，同时，当水瓶倒转，将其放置在水瓶转接器5中时，还有助于防止水溢出。这些盖子同样也表现为一种当将水瓶从冷饮水箱上去除时，用于重新密封瓶子的机械装置。通过利用与瓶盖接合销或探针6并列(co-ordinate)的内阀相结合的特殊盖设计，可以实现这些功能。当倒转瓶子降低进入到水瓶转接器5中时，通过瓶盖子9可以容纳销6，从而有效地打开在盖子中的阀，并使得水通过销6，并进入到贮液器4中。虽然不需要对瓶盖子9和瓶盖接合销6的结构和功能有进一步的理解以便能够完全理解本发明，但可以参考1998年12月8号公布的加拿大专利2,093,006，将其作为能够更充分说明瓶盖和销机构的操作的源文件。

传统地，如上总体上所述的这种类型的冷饮水箱可以允许水从放置在冷饮水箱上的倒转水瓶中往下流，直到在贮液器中的水位到达能够使空气停止流动或汨汨地流回到瓶子中的高度。在此处，将会有效地停止水从瓶子中流入到贮液器中。当通过阀80从冷饮水箱中抽取水时，在贮液器中的水位下降，并且将重新建立水从瓶子到贮液器中的流动。为了允许空气流入贮液器中(并且最终回到水瓶中)，现有的冷饮水箱的水瓶转接器通常包含一个或多个延伸贯通的空气通道。这种通道显示为一种当水位上升或下降时可以使空气流入并流出贮液器的机构。

这种系统依靠在水瓶的侧面用以保持完整性，这样空气只能够通过销6抽取到瓶子中。按照此种方式，当水从瓶子中抽取出，并且在贮液器中的水位上升到足够高的程度时，瓶子的内部产生的真空情况能有效地偏移水的液压压头，并进一步阻止水向下流入到贮液器中。不幸地是，如上所讨论，瓶子的疲劳有时会导致在瓶子的侧面呈现出小孔或裂纹，从而使得空气直接抽取到瓶子中。当这种情况发生时，能够进一步阻止水向下流的平衡条件不再存在，从而使得瓶子中的水完全排出到贮液器中，并经常会引起贮液器发生溢流。

为了防止发生上述的情形，在本发明的优选具体实施方式中，包含一种具有通风通道11和致动器臂12的自动阀组件10。致动器臂12包括至少一个漂浮物13，并且铰接安装于贮液器4内部，这样贮液器中的水位上升或降低将会引起致动器臂在枢轴上转动，并且在相对贮液器在垂直平面上转动。通风通道11由延伸通过水瓶转接器5的导管组成，并且具有终止于贮液器内，用以根据需要提供途径使空气流入或流出贮液器的下端14。为了防止将尘土、污垢以及其他碎屑抽取到贮液器中，在本发明的优选具体实施方式中，通风通道11的上端15安装有包含可替换或可冲洗的过滤材料的过滤器盖。

在如图2和3所示的本发明的优选具体实施方式中，通风通道11和致动器臂12定位成这样，致动器臂12的旋转运动通常是向上的，这样当上升时，致动器臂将最终与通风通道11的下端14接触。当致动器臂与下端14接触时，将有效地阻止空气和液体流入和流出贮液器4。由于致动器臂12优选地包括至少一个漂浮物13，将意识到的是，升高贮液器中的水位会引起致动器臂的向上旋转运动。也就是说，当水通过销6从水瓶2中流出到贮液器4中时，上升的水位将会引起致动器臂12向上转动，并且密封住通风通道11的下端14。在那儿，空气和液体不会通过通风通道进行运动。

因而，值得注意地是，通过通风通道11的密封结合，并且通过用唇形密封8密封贮液器的上端，将不可能形成能抽取到贮液器中的空气，从而防止水瓶2中的水有进一步的流动。水的流动将有效地停止，甚至在一些实例中，水瓶2的侧壁上将呈现出能够使空气抽取到瓶子中的很小的孔或裂纹。在这种情况下，由于没有空间使水积聚或溢出，水不可能连续地流入到贮液器中。因此，阀组件10将有效地防止受损的瓶子将其液体溢出到贮液器中。

在附图所示的本发明的优选具体实施方式中，致动器臂12一般由能够漂浮在存储于贮液器中的水中的密封的、基本空心体17组成。为了便于制造，并试图使致动器臂12的浮力最大，致动器臂可以形成封闭的多边形形状，如图4、5和6所示，可以具有的圆形漂浮环的总体形状。同样也可以认为多数实例下的致动器臂12将由塑料模铸而成。

参照图4、5和6，在本发明的具体实施方式中，所示的致动器臂12一般是具有能够铰接固定在贮液器4内部的第一部分18、以及能够有效地用作漂浮物13的第二部分19的环形结构。第一部分18包括向外延伸，并通常为矩形形状的支撑法兰20。位于通常与致动器臂12的轴线相垂直的平面上，并且穿过支撑件20的是致动器臂12能绕其转动的销或轴21。轴21与一对从与通风通道11相邻的水瓶转接器5的下表面延伸出的凸耳22相结合(参见图2、8和9)。因此，轴21和凸耳22能有效地将致动器臂12固定在水瓶转接器5上，并显现出铰链连接，通过这种连接，随着贮液器中的水位的变化，可以引起致动器臂转动。同时在此具体实施方式中，致动器臂12铰接固定于水瓶转接器5上，本领域的熟练技术人员将会注意到致动器臂可以同样铰接固定于贮液器的内壁上。

使用所描述的方式将致动器臂12固定于冷饮水箱1上，可以理解的是，贮液器中水位的上升将会引起致动器臂绕着轴21向上转动，一直到致动器臂12的上表面23与通风通道11的下端14相接触的时候。在接触的初始位置处，致动器臂12和通风通道11之间将形成初步的密封。在密封没有完全彻底地阻止空气通过通道进入到贮液器4中的情况下，贮液器中的水位将继续升高从而引起致动器臂12进一步在总体向上的方向上转动。致动器臂12的进一步向上运动将会导致在轴21上施加扭力，以及在上表面23和通风通道11的下端14之间产生压力。致动器臂12的形状和结构以及致动器臂偏离其与通风通道11的接触点的实际情况会导致空心体17有效地成为力矩臂。由于施加的力(通过臂12的浮力)离通风通道11和致动器臂12绕其转动的轴21有一段距离，那么施加在上表面23和通风通道11的下端14之间的力将因此而增大。

为有助于确保致动器臂12的上表面23与通风通道11的下端14之间有很好的完整密封，通风通道11的下端14和支撑下端14的上表面23的至少一部分都可以形成或机加工成以使它们都会具有相当平而光滑的表面。按照此种方式，当两表面接触时，它们将有效地阻止空气或液体穿过通道而流动。作为增强通风通道11和致动器臂12之间密封的工具，通风通道11的下端14同样也可以被加工成锥形，用以减少其截面积。这将有效地将施加在致动器臂和下端14之间的力集中在较小的区域，并增强在其之间的密封。

在可选的具体实施方式中，与通风通道11的下端14相接触的致动器臂12的上表面23的一部分可以在其上利用用作密封元件，并且当致动器臂12以总体向上的方向转动时，可以驱动其与下端14相接触的弹性压缩材料24。随着贮液器中的水位上升，材料24的压缩性将有效地使其在下端14的周围产生变形，并且增强密封的完整性。在另一可选具体实施方式中(参见图10和11)，通风通道11的下端14可以在其上利用当致动器臂12以向上的方向转动时，可以驱动致动器臂12的上表面23与其接触的弹性压缩材料25。弹性压缩材料25以如上所述的材料24的相同方式有效地工作。如果需要，阀组件10可以包括粘结在致动器臂12的上表面23的弹性压缩材料以及放置在通风通道11的下端14上的弹性压缩材料。

通过对上述本发明的理解，值得注意和理解的是，与现有的冷饮水箱结构相比，自动阀组件10表现出许多明显的优点。首先，阀组件10提供可以有效控制从倒转水瓶中流入到冷饮水箱贮液器中的水流的机构，并且具体地说，可以在一些瓶子的外表面呈现裂纹或小洞的实例中防止贮液器发生无意的溢出。第二，阀组件10的结构具有一种机构，通过其能够实现空气通道进入到贮液器中的有效密封，以及一种当贮液器中的水位升高时，可以增强密封完整性的结构。第三，在阀组件10的致动器臂和冷饮水箱的内部结构部件之间的铰链连接可以确保密封机构相对通风通道的精确合适的定位和放置。按照此种方式，将冷饮水箱定位在非水平的表面，以使冷饮水箱不能很好的完全竖直，这将对阀组件的操作基本没有影响。此外，在装船和搬运的过程中，阀组件不会偏离冷饮水箱的正常运动的方向。最后，当贮液器中填充到预定的水位时，自动阀组件10的所述结构体现出一种密封经过通风通道的空气和液体通道的经济方法。

应当理解的是，上述所描述的是本发明的优选实施方式，从而可以在所述实施方式的基础上进行各种变化，而不会超出本发明的广泛的保护范围。上述中的一些变化形式已经进行了说明，而另外一些对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (21)

1.一种用于具有贮液器的冷饮水箱的自动阀组件，所述贮液器具有通过可以容纳和支撑倒转水瓶的水瓶转接器总体与空气密封的上端，所述阀组件包括：

(i)提供用作使空气进入所述贮液器中的途径的通风通道；以及

(ii)致动器臂，其铰接安装于所述冷饮水箱的内部，并且响应于在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动，当在所述的打开位置时，通过所述通风通道所述致动器臂可以允许进入到所述贮液器中的不受限制的空气通道，并且当在所述关闭位置时，所述致动器臂可以限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述致动器臂包括至少一个漂浮物，这样当所述贮液器中的水位上升时，所述漂浮物会引起所述致动器臂绕所述铰链转动，并从所述打开位置移动到所述关闭位置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述致动器臂由能够漂浮在存储于所述贮液器中的水表面上的密封的总体空心体组成。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述致动器臂是由总体空心的塑料模铸体形成的封闭多边形。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述致动器臂包括总体为圆形的漂浮环。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述致动器臂包括响应于所述致动器臂移动而可以移动的密封元件，当所述致动器臂在所述打开位置时，所述密封元件允许空气通过所述通风通道进入到所述贮液器中，以及当所述致动器臂处在所述的关闭位置时，所述密封元件阻止空气和液体通过所述通风通道。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述通风通道是延伸通过所述水转接器，具有终止于所述贮液器内部的下端的导管。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述密封元件由弹性压缩材料组成，随着所述贮液器中的水位上升超出预定水位，当所述致动器臂转动时，可以驱动所述弹性压缩材料与所述导管的所述下端相接触，这样当所述贮液器中的水位进一步上升将会引起所述密封元件在所述导管的所述下端的周围压缩，从而进一步阻止空气或液体从中通过。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述导管的下端具有截面减小的下端表面的锥形形状，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，所密封元件与所述下端表面相接触。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述导管的下端由弹性压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，其可以至少部分地被压缩。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述导管的下端由弹性压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，其可以至少部分地被压缩。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述通风通道包括一个过滤器，以便当空气通过所述通风通道抽取时，有助于阻止灰尘和碎屑进入所述贮液器中。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述通风通道是一个延伸通过所述水转接器，并具有终止于所述贮液器内部的下端的导管。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端是由弹性压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，所述弹性压缩材料至少部分地被致动器臂压缩。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端是锥形的，并具有截面减小的下端表面。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端由弹性压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，所述弹性压缩材料至少部分地被所述致动器臂压缩。

17.一种用于冷饮水箱中的贮液器的自动阀组件，所述阀组件包括：

(i)提供用于使空气进入到所述贮液器中的途径的通风通道，所述通风通道包括具有终止于所述贮液器内部的下端的导管；

(ii)铰接安装于所述贮液器中的致动器臂，所述致动器臂包括漂浮物，所述漂浮物响应在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动；以及

(iii)位于与所述导管的所述下端相邻的所述致动器臂上的密封元件，这样，当所述致动器臂位于所述打开位置时，所述密封元件从所述导管的所述下端退回，当所述致动器臂位于所述关闭位置时，所述密封元件被驱动以与所述导管的所述下端接触，并且限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端是锥形的，并具有截面减小的下端表面。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端是由弹性压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，所述弹性压缩材料至少部分地被所述致动器臂压缩。

20.一种用于具有贮液器的冷饮水箱的自动阀组件，所述贮液器具有通过容纳和支撑水瓶的水瓶转接器总体与空气密封的上端，所述阀组件包括：

(i)位于所述贮液器内部，并且铰接安装于所述水瓶转接器上的致动器臂，所述的致动器臂包括漂浮物，其响应于在所述贮液器中的水位变化，可以操作以在打开位置和关闭位置之间移动；

(ii)提供使空气进入所述贮液器中的途径的通风通道，所述通风通道包括具有终止于所述贮液器内部的下端的导管，所述导管的所述下端由弹性可压缩材料组成，当所述致动器臂移动到所述关闭位置时，所述弹性可压缩材料至少部分地被所述致动器臂压缩，从而限制空气和液体通过所述通风通道的流动。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于：

所述导管的所述下端是锥形的，并具有截面减小的下端表面。

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