УСТАНОВОЧНЫЙ УЗЕЛ КЛАПАНА С ЭЛЕМЕНТОМ, ПРЕДОТВРАЩАЮЩИМ СМЕЩЕНИЕ ЩЕЛЕЙ Российский патент 2013 года по МПК B65D39/00 B65D35/50 B65D47/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системе для пропускания потока текучего вещества. Более конкретно, изобретение относится к системе для удерживания или установки гибкого, упругого клапана и пропускания потока текучего вещества через клапан.

Уровень техники

Автор настоящего изобретения обнаружил, что было бы предпочтительным обеспечить усовершенствованную систему для удерживания или иной установки гибкого, упругого клапана, образующего первоначально закрытое отверстие, которое может быть открыто для обеспечения пропускания потока текучей среды через клапан, при этом конструкция системы может обеспечивать преимущества ранее не рассмотренные в промышленности или предложенные предшествующим уровнем техники. В частности, система согласно настоящему изобретению способствует надлежащему закрыванию клапана после того, как части клапана были выдавлены из их первоначально закрытого положения.

Раскрытие изобретения

Автор настоящего изобретения изобрел новую установочную систему клапана, которая, в частности, может обеспечить усовершенствованное закрывание клапана.

Автор настоящего изобретения обнаружил, что установочная система клапана также может быть, при необходимости выполнена с множеством элементов, которые могут с легкостью вмещать узел изготовителем.

Также установочная система клапана дополнительно может быть снабжена конструкцией, которая обеспечивает эффективные, высококачественные крупносерийные технологии производства с уменьшенной долей брака продукции.

В соответствии с одним аспектом изобретения предложена установочная система для установки клапана для пропускания потока текучего вещества из источника вещества, в которой клапан включает в себя (1) периферийную крепежную часть, (2) гибкую, упругую промежуточную часть, проходящую от периферийной крепежной части, и (3) гибкую, упругую головку, проходящую от промежуточной части. Головка клапана имеет (а) первую сторону, (b) вторую сторону и, (с) по меньшей мере одну самоуплотняющуюся щель в головке, (d) боковую краевую часть, расположенную рядом с промежуточной частью, и (е) противолежащие, открываемые части вдоль щели для образования первоначально закрытого отверстия, при этом открываемые части головки клапана выполнены с возможностью перемещения по существу в первом направлении в открытое положение, причем открываемые части головки клапана также выполнены с возможностью перемещения по существу во втором направлении, противоположном первому направлению, в открытое положение.

Установочная система изобретения содержит: (а) удерживающую структуру для зацепления и удерживания периферийной крепежной части клапана; и (b) прилегающую структуру для расположения смежно промежуточной части клапана для зацепления первой стороной головки клапана в боковой краевой части головки клапана для ограничения перемещения боковой краевой части головки клапана во втором направлении.

Было обнаружено, что прилегающая структура предотвращает излишнее перемещение боковой краевой части головки клапана в одном направлении, и такое уменьшение допустимого перемещения по меньшей мере части головки клапана обеспечивает перемещение головки клапана обратно в по существу противоположном направлении в полностью закрытое положение с небольшим или без смещения открываемых частей головки клапана, которые расположены смежно щели.

Установочная система согласно настоящему изобретению особенно подходит для установки клапана в выдачное устройство, в котором относительное перемещение между клапаном и вставляемым патрубком или погружным элементом вызывает открытие частей головки клапана для принятия погружного элемента таким образом, чтобы он проходил через клапан. В одном конкретном применении изобретения, такой погружной элемент представляет собой выходной патрубок для воды, использующийся в устройстве для выдачи воды или водоохладителе типа, в котором емкость для воды переворачивается вверх дном и устанавливается на подставке, содержащей такой патрубок. В таком применении установочной системы согласно настоящему изобретению, она работает для установки клапана в выдачное отверстие емкости с водой для того, чтобы обеспечивать возможность установки перевернутой вверх дном емкости с водой на основании водоохладителя с погружным элементом, проходящим вверх от основания в и через клапан в выдачное отверстие емкости с водой.

Установочная система клапана согласно настоящему изобретению может быть расположена относительно соответствующей емкости (или другой структуры, вмещающей текучее вещество) посредством различных конструкций. В частности, установочная система клапана может быть неразъемно или разъемно прикреплена к емкости (или другой структуре, вмещающей текучее вещество). Клапан по существу, который не является частью установочной системы клапана по существу согласно изобретению, может быть выполнен в виде, который первоначально отделен от установочной системы клапана согласно изобретению, а впоследствии прикреплен к или удерживается в ней.

Многочисленные другие преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания изобретения, формулы изобретения и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

На прилагаемых чертежах, являющихся частью описания изобретения, на которых аналогичные ссылочные позиции используются для обозначения аналогичных элементов:

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе одной формы клапана, который может удерживаться в установочной системе согласно настоящему изобретению, при этом клапан показан в отформованном, нерабочем, закрытом, исходном положении, как видно сверху до установки, в варианте осуществления установочной системы согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе клапана, показанного на фиг.1, но на фиг.2, клапан показан сверху, а не снизу как на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид сверху клапана, проиллюстрированного на фиг.1 и 2, показанного расположенным в установочной системе, которая включает признаки предшествующего уровня техники;

Фиг.4 представляет собой продольное сечение по существу в плоскости 4-4 на фиг.3;

Фиг.5 представляет собой вид погружного элемента, который имеет форму патрубка для жидкости и который может использоваться для перемещения текучего вещества, например, жидкости или газа, из одного места в другое место;

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе погружного элемента, проиллюстрированного на фиг.5, но на фиг.6 погружной элемент показан под другим углом, чем на фиг.5;

Фиг.7 представляет собой увеличенное, продольное сечение, показывающее клапан и установочную систему, проиллюстрированную на фиг.3 и 4, перемещающуюся вниз вдоль погружного элемента, проиллюстрированного на фиг 5 и 6;

Фиг.8 представляет собой вид, аналогичный фиг.7, но на фиг.8, клапан и установочная система показаны перемещающимися вверх вдоль погружного элемента;

фиг.9 представляет собой продольное сечение клапана и установочной системы, показанной на фиг.8, показанных после полного снятия с конца погружного элемента, при этом части головки клапана стали смещенными, по сравнению с закрытым положением, проиллюстрированным на фиг.4;

Фиг.10 представляет собой вид в перспективе корпуса, составляющего часть установочной системы согласно настоящему изобретению;

Фиг.11 представляет собой вид в перспективе корпуса, показанного на фиг.10, но на фиг.11, корпус показан под другим углом, чтобы показать внутреннюю часть;

Фиг.12 представляет собой удерживающее кольцо, которое может использоваться с корпусом, проиллюстрированным на фиг.10 и 11;

Фиг.13 представляет собой продольное сечение клапана, показанного вставленным в одну форму установочной системы согласно настоящему изобретению, при этом установочная система включает корпус, проиллюстрированный на фиг.10 и 11, и удерживающее кольцо, проиллюстрированное на фиг.12;

Фиг.14 представляет собой продольное сечение клапана и установочной системы, проиллюстрированных на фиг.13, и на фиг.14 показаны клапан и установочная система, смещающиеся вниз вдоль погружного элемента, проиллюстрированного на фиг.5 и 6; и

Фиг.15 представляет собой вид, аналогичный фиг.14, но на фиг.15 проиллюстрированы клапан и установочная система, перемещающиеся вверх вдоль погружного элемента.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Несмотря на то, что это изобретение допускает вариант осуществления во многих разных формах, описание изобретения и прилагаемые чертежи раскрывают только одну конкретную форму в качестве примера изобретения. Однако, изобретение не ограничивается вариантом осуществления описанным здесь. Объем изобретения указан в прилагаемой формуле изобретения.

Как подробно рассматривается здесь, установочная система клапана согласно настоящему изобретению может использоваться для установки клапана в систему подачи текучей среды, находящейся в соответствующей емкости или другой выдачной структуре для обеспечения перемещения текучих веществ, но не ограничиваясь, воду.

А именно, установочная система согласно настоящему изобретению особенно подходит для использования с, но не ограничиваясь, гибким, упругим клапаном, который включает в себя так называемую поворотную втулку, которая функционально соединяет периферийную крепежную часть клапана с центральной головкой клапана (которая является открываемой в любом из двух противоположных направлений).

Для облегчения описания, на многих чертежах, иллюстрирующих изобретение, показана одна форма клапана, имеющегося в одном варианте осуществления установочной системы согласно настоящему изобретению, с одним типичным расположением, которое установочная система может иметь в конкретном применении, и термины, такие как верхний, нижний, горизонтальный и т.д. используются со ссылкой на это расположение. Однако, следует понимать, что установочная система согласно изобретению может изготавливаться, храниться, перевозиться, продаваться и использоваться с расположением, отличным от описанного расположения.

Установочная система согласно настоящему изобретению может использоваться с множеством обычных или специальных систем для подачи и/или хранения текучего вещества, включая стеклянные или пластиковые бутылки, гибкие трубчатые вмещающие структуры, емкости, резервуары, сосуды и другое оборудование или устройство, элементы которых, хотя не полностью проиллюстрированы или описаны, будут очевидными для специалистов в данной области техники, понимающих такие системы. Конкретная система для подачи или хранения текучего вещества по существу не составляет часть, и, следовательно, не предназначена для ограничения, широких аспектов настоящего изобретения. Также для средних специалистов в данной области техники будет понятно, что новые и неочевидные аспекты изобретения осуществлены только в описанной характерной установочной системе клапана.

Клапан, который может удерживаться в установочной системе согласно настоящему изобретению, проиллюстрирован на фиг.1-4 и 7-9 и в общем обозначен ссылочной позицией 20 на многих из чертежей (например, на фиг.1). Клапан 20 подходит для совместной работы с элементами установочной системы согласно настоящему изобретению, которые изначально обеспечиваются и собираются с клапаном 20 для создания подузла выдачной системы (подробно описанной ниже со ссылкой на фиг.10-15.). Затем такой подузел может устанавливаться на бутылку или другую емкость (не показана), которая содержит вещество, подлежащее выдаче. Проиллюстрированная форма клапана 20 особенно подходит для выдачи текучего жидкого вещества, например воды.

Клапан 20 представляет собой самозакрывающийся щелевой клапан. Клапан 20, предпочтительно, формуется в виде единой структуры из материала, который является гибким, мягким, эластичным и упругим. Материал может включать эластомеры, например, синтетические, термореактивный полимер, включая силиконовый каучук, например, силиконовый каучук, продаваемый Dow Corning Corp. в Соединенных Штатах Америки под торговым обозначением D.C. 99-595-HC. Другой подходящий силиконовый каучуковый материал продается в Соединенных Штатах Америки под торговым обозначением Wacker 3003-40, Wacker Silicone Company. Оба этих материала имеют твердость, составляющую 40 единиц по Шору А. Клапан 20 также может формоваться из других термореактивных материалов или из других эластомерных материалов, или термопластичных полимеров, или термопластичных эластомеров, включая основывающиеся на таких материалах, как термопластичный пропилен, этилен, уретан и стирол, включая их галогенизированные эквиваленты.

Клапан 20 имеет конфигурацию доступного для приобретения клапана по существу как описан в патенте США 5676289, со ссылкой на клапан 46, раскрытый в патенте США 5676289. Такой тип доступного для приобретения клапана дополнительно описывается со ссылкой на аналогичный клапан, который обозначен ссылочной позицией 3d в патенте США 5409144. Описания этих двух патентов включены сюда путем ссылки на них в соответствующей и не противоречащей им степени.

Клапан 20 первоначально имеет закрытое, по существу, ненапряженное, исходное положение или конфигурацию (фиг.1-4). Клапан 20 может быть приведен в одно или более открытых положений или конфигураций (фиг.7 и 8), когда достаточно большое усилие действует на клапан 20, как описано ниже. Клапан 20 включает в себя гибкую, центральную часть или головку 28 (фиг.1, 2 и 4) с первой стороной 31 и второй стороной 32. Когда клапан 20 закрыт, головка 28 имеет вогнутую внутрь форму (как видно с внешней части первой стороны 31 клапана на фиг.1 и 4).

Как видно на фиг.2, головка 28, предпочтительно, имеет плоские, пересекающиеся, выдачные щели 50 равной длины, которые вместе образуют закрытое отверстие, когда клапан 20 закрыт. В предпочтительной форме клапана 20, имеются две пересекающиеся щели 50 (фиг.1), расположенные под одинаковыми углами пересечения для образования четырех по существу секторообразных, имеющих одинаковые размеры створок или лепестков 52 в вогнутой, центральной головке 28. Створки или лепестки 52 также могут определяться как «открываемые области» или «открываемые части» головки 28 клапана. Каждая створка или лепесток 52 имеет пару отклоняющихся перпендикулярных поверхностей, образованных щелями 50, и каждая перпендикулярная поверхность уплотняется на противолежащей перпендикулярной поверхности соседнего лепестка 52, когда клапан 20 закрыт.

Клапан 20 может быть выполнен со щелями 50. В качестве альтернативы, щели 50 клапана затем могут быть прорезаны в центральной головке 28 клапана 20 посредством подходящих традиционных технологий. При работе, лепестки 52 могут быть принудительно открыты наружу (вверх на фиг.4 и 7) от точки пересечения щелей 50, когда достаточное усилие (или перепад давлений) прикладывается к первой стороне 31 головки 28 клапана.

Головка 28 клапана также может определяться как имеющая боковую краевую часть 55 (фиг.4) на внешней периферии головки 28 клапана. В конкретно проиллюстрированном клапане 28, краевая часть 55 толще, чем центр головки 28 клапана.

Клапан 20 включает в себя кольцевую, промежуточную часть, например, втулку 60 (фиг.2 и 4), которая проходит от внешнего края боковой краевой части 55 головки клапана (т.е. промежуточная часть или втулка 60 проходит от периферии головки 28 клапана). Втулка 60 сначала проходит в продольном направлении от головки 28 клапана, а затем - по существу радиально наружу и соединяется с расширенным, гораздо более толстым, периферийным фланцем 86, который имеет поперечное сечение по существу в форме «ласточкиного хвоста» (как видно на фиг.4).

Для обеспечения установки и удерживания клапана 20, как описано здесь, фланец 86 клапана в форме «ласточкиного хвоста» имеет верхнюю поверхность 88 (фиг.2 и 4), расположенную таким образом, чтобы образовывать форму усеченного конуса. Кроме того, фланец 86 имеет обращенную вниз нижнюю поверхность 90 (фиг.1 и 4), которая также имеет кольцевую форму усеченного конуса.

Как проиллюстрировано на фиг.3 и 4, клапан 20 может быть обычно установлен в корпусе 100, который включает в себя кольцевое посадочное гнездо 106 для сопряженного зацепления с обращенной вниз поверхностью 90 в форме усеченного конуса фланца 86 клапана. Как видно на фиг.4, подузел включает в себя удерживающее кольцо 110, которое имеет обращенную вниз зажимающую поверхность 116, которая выполнена с возможностью сопряженного зацепления, и прижимания к, обращенной вверх поверхности 88 в форме усеченного конуса фланца 86 клапана. Боковой край удерживающего кольца 110 может поддерживаться в зацеплении с защелкиванием с кольцевым буртиком 122, который расположен на внутренней стороне корпуса 100, над кольцевым посадочным гнездом 106 корпуса. Зацепление с защелкиванием удерживающего кольца 110 в корпусе 100 заставляет кольцо 110 плотно зажимать клапан 20 в корпусе 100. Собранная комбинация клапана 20, корпуса 100 и удерживающего кольца 110 может быть определена как подузел 120.

Во время сборки, удерживающее кольцо 110 может быть протолкнуто за кольцевой буртик 122 корпуса, так как удерживающее кольцо 110 и/или корпус 100 имеет достаточную гибкость, чтобы приспосабливаться к временной, упругой деформации элементов, когда удерживающее кольцо 110 проходит над, и по направлению внутрь за, кольцевым буртиком 122 для создания зацепления с защелкиванием между удерживающим кольцом 110 и корпусом 100, таким образом, что фланец 86 клапана незначительно сжимается и зажимается между противоположными поверхностями 106 и 116 в форме усеченного конуса (Фиг.4). Это позволяет области внутри втулки 60 клапана быть по существу свободной и чистой. Клапан 20, корпус 100 и удерживающее кольцо 110, как они были описаны, воплощают в себе традиционные элементы, известные из уровня техники. Клапан 20 может иметь другие конфигурации, например, другую форму для установочного фланца 86. Также, в некоторых других конфигурациях, клапан 20 может удерживаться в корпусе без удерживающего кольца. Например, клапан может удерживаться в корпусе посредством горячего склеивания, обжимки стенки корпуса на фланце клапана, связывающего вещества, прессовой посадки и т.д.

Клапан 20 обычно используется в применениях, в которых клапан 20 устанавливается в или на выдачную систему для текучего вещества, например, бутылку или емкость, для выдачи или выпуска текучего вещества через клапан 20, когда достаточный перепад давлений прикладывается к головке 28 клапана для его открывания. Обычно, клапан 20 располагается на отверстии емкости, вмещающей текучее вещество, таким образом, чтобы первая сторона 31 головки клапана была обращена наружу к внешней окружающей среде и таким образом, чтобы вторая сторона 32 головки клапана была обращена внутрь к внутренней части емкости и взаимодействовала с текучим веществом в емкости. Со ссылкой на фиг.4, обычное приведение в действие такого клапана 20 включает, сначала переворачивание вверх дном емкости пользователем для расположения клапана 20, как показано на фиг.4, а затем приложение перепада давлений к головке 28 клапана (как при всасывании на внешней стороне клапана и/или при сдавливании гибкой стенки или стенок емкости). Это вызывает открытие клапана 20 (наружу или вниз со ссылкой на фиг.4).

Так как клапан 20 открывается, направленное наружу перемещение центральной головки 28 клапана 20 обеспечивается по существу посредством деформации относительно тонкой, гибкой втулки 60. Втулка 60 деформируется, или перемещается, из выступающего внутрь, втянутого исходного положения (показанного на фиг.4) в смещенное наружу (т.е. выдвинутое), рабочее положение, и это выполняется посредством втулки 60, «перекатывающейся» вдоль себя наружу к нижнему концу корпуса 100. Когда втулка 60 поворачивается в ее полностью выдвинутое положение, клапан 20 открывается известным образом (как подробно описано в вышеуказанном патенте США 5676289 со ссылкой на клапан 46, как описан в этом патенте). Когда клапан 20 открывается, открываемые части или лепестки 52 головки клапана могут определяться как перемещающиеся в направлении к и в открытое положение.

Клапан 20 обычно выполнен таким образом, чтобы закрываться, когда перепад давлений на головке 28 клапана опускается ниже заданной величины. Свойственная клапану 20 упругость обеспечивает возможность клапану 20 возвращаться в нерабочее, закрытое положение (посредством действия усилия, полученного от деформационных напряжений упругого клапана). Клапан 20 является достаточно жестким для того, чтобы он оставался закрытым под массой или высотой статического давления вещества в емкости, оказывающего нагрузку на вторую сторону 32 клапана, и клапан 20 является достаточно гибким, чтобы открываться, когда головка 28 клапана подвергается увеличенному перепаду давлений, бόльшему, чем заданная величина.

Также обычно клапан 20 выполнен таким образом, чтобы быть достаточно гибким для использования в различных применениях, где он необходим или требуется для обеспечения впуска окружающей среды. Для этого, когда клапан 20 закрывается, закрывающиеся лепестки или открываемые части 52 клапана 20 могут продолжать перемещаться внутрь через закрытое положение для обеспечения открывания лепестков 52 клапана внутрь, когда давление на внешнюю поверхность головки клапана (первую сторону 31) превышает давление на внутренней поверхности головки клапана (второй стороне 32) на заданную величину. Такой впуск окружающей среды способствует выравниванию внутреннего давления в емкости с давлением внешней окружающей среды. Такая возможность впуска может быть обеспечена посредством выбора подходящего материала для конструкции клапана, и посредством выбора подходящей толщины, формы и размеров для различных частей головки 28 клапана для конкретного материала клапана и общего размера клапана. Форма, гибкость и упругость головки клапана и, в частности, лепестков 52, могут быть спроектированы или установлены таким образом, что лепестки 52 будут отклоняться внутрь, когда подвергаются достаточному перепаду давлений, которое воздействует на головку 28 в направлении градиента к внутренней стороне клапана (второй стороне 32). Такой перепад давлений может возникать после того, как некоторое количество вещества выдается через клапан 20, и частичный вакуум образуется с внутренней стороны клапана 20. Когда клапан 20 закрывается, если имеется частичный вакуум в емкости, и если перепад давлений на клапане 20 достаточно большой, лепестки 52 клапана будут отклоняться внутрь за начальное закрытое положение (показанное на фиг.4) в открытое положение для того, чтобы обеспечить впуск окружающей среды в емкость для содействия выравниванию внутреннего давления с внешним давлением. Открывание клапана 20 для такого впуска может определяться, как имеющее место, когда открываемые части или лепестки 52 головки клапана перемещаются по направлению к и в открытое положение. Так как внешнее и внутреннее давления выровнены, смещенные внутрь лепестки 52 будут перемещаться обратно в начальное, закрытое положение (фиг.1-4).

Следует понимать, что отверстие для выдачи клапана 20 может быть образовано структурами, отличными от проиллюстрированных прямых щелей 50. Щели могут иметь различные другие формы, размеры и/или конфигурации в соответствии с требующимися параметрами выдачи. Например, отверстие также может включать в себя четыре или более пересекающихся щелей.

Если необходимо обеспечить конкретные параметры выдачи, то клапан 20 для выдачи, предпочтительно, выполнен для использования в сочетании с (1) параметрами и формой конкретной питательной емкости (не показана, но которая может задавать максимальную высоту (т.е. высоту статического давления) вещества или продукта в емкости), (2) параметрами конкретного вещества или продукта, и (3) любыми важными параметрами элементов другой системы для выдачи. Например, вязкость и плотность продукта в виде текучего вещества могут быть важными факторами в проектировании конкретной конфигурации клапана 20. Жесткость и твердость материала клапана, и размер и форма головки 28 клапана, также могут быть важными для получения некоторых необходимых параметров выдачи, и могут быть выбраны для обеспечения нормального диапазона перепада давлений, которое обычно предполагают прикладывать к головке клапана, и для обеспечения параметров вещества, подлежащего выдаче из него.

На фиг.5-9 показана традиционная система для подачи текучего вещества или система для выдачи согласно уровню техники, которая использовалась для перемещения воздуха или жидкости из одного места в другое. В одном применении такой системы согласно уровню техники, система используется в устройстве для выдачи сока, в котором емкость с соком установлена на основании устройства (не показано) для выдачи требуемого количества сока при приведении в действие пользователем. Такое устройство для выдачи сока имеет основание, которое обычно включает в себя выступающий вверх патрубок или погружной элемент, аналогичный погружному элементу 130, проиллюстрированному на фиг.5-8. Погружной элемент 130 включает в себя внутренний канальчатый проход 132, который открыт у основания погружного элемента. На фиг.5-8, верхний конец прохода 132 погружного элемента показан заканчивающимся в поперечном проходе 134, вблизи верхнего конца погружного элемента 130. В одной модифицированной форме погружного элемента 130, которая не проиллюстрирована и выполнена с возможностью использования в одном конкретном типе устройства для выдачи сока, поперечный проход 134 исключен, а вместо этого, проход 132 проходит полностью в продольном направлении по всей длине погружного элемента 130 (т.е. от основания погружного элемента 130 до верхнего конца погружного элемента 130, где проход 132 открывался бы на верхнем конце погружного элемента).

Погружной элемент 130 удерживается в основании устройства для выдачи (или другой системы для выдачи текучего вещества) посредством подходящих традиционных или специальных средств (не показаны), элементы которых не являются частью настоящего изобретения.

На фиг.7 и 8 показано как ранее описанный подузел 120 (содержащий клапан 20, корпус 100 и удерживающее кольцо 110) может быть расположен на, и перемещаться относительно, погружного элемента или патрубка 130 системы для подачи текучего вещества, например, системы для выдачи. Обычно, подузел 120 прикрепляется к вмещающей текучее вещество структуре, которая может представлять собой бутылку или емкость, или другое устройство или приспособление, вмещающее текучее вещество. На фиг.7 и 8, вмещающая текучее вещество структура не показана. Однако, на фиг.7 и 8, такая вмещающая текучее вещество структура прикреплялась бы к корпусу 100 подузла и проходила бы вверх от подузла 120 таким образом, чтобы задавать внутренний объем, в который может проходить верхний конец погружного элемента 130. Такая емкость, с подузлом 120, установленным на ее отверстии, обычно переворачивается вверх дном и перемещается вниз на погружной элемент 130 таким образом, чтобы подузел 120 стал расположен ниже верхнего конца погружного элемента 130 (и ниже поперечного прохода 134 (или другого отверстия на верхнем конце погружного элемента)). На фиг.7, направленная вниз стрелка 138 показывает направление перемещения подузла 120, когда он перемещается вниз на конце емкости (не показана) вдоль погружного элемента 130. Верхний конец погружного элемента 130 первоначально взаимодействует с первой стороной 31 головки клапана, и достаточное усилие прикладывается перемещающимся вниз подузлом 120, чтобы заставить открываемые части или лепестки 52 головки клапана отгибаться вверх в первом направлении в открытое положение, как показано на фиг.7, для того, чтобы обеспечить прохождение погружного элемента 130 через клапан 20 и во внутреннюю часть емкости (не показана). Текучее вещество в емкости (или другой вмещающей текучее вещество структуры) может протекать через погружной элемент (через проход 134 и 132) и из нижней части погружного элемента 130 в устройство для выдачи или другую часть устройства для дальнейшей выдачи, или для дальнейшего направления потока текучего вещества.

Время от времени, может требоваться снимать емкость для текучего вещества (не показана) и ее прикрепленный подузел 120 с погружного элемента 130. Например, если емкость для текучего вещества (не показана), к которой прикреплен подузел 120, выпустила все ее содержимое текучее вещество через погружной элемент 130, может потребоваться снять пустую емкость и наполнить ее снова, или может потребоваться снять пустую емкость и заменить ее новой, полной емкостью с прикрепленным подузлом 120. На фиг.8 проиллюстрирован процесс снятия подузла 120 с погружного элемента 130, но на фиг.8 емкость для текучего вещества, к которой прикреплен подузел 120, не показана. Когда подузел 120 перемещается вверх, открываемые части или лепестки 52 клапана втягиваются вниз посредством фрикционного зацепления лепестков 52 с внешней поверхностью погружного элемента 130, и промежуточная часть или втулка 60 клапана, по существу, прокатывается или сгибается, изменяя направление, приблизительно на 180° в положение, проиллюстрированное на фиг.8. Лепестки 52 клапана становятся направленными вниз, вдоль погружного элемента 130. На фиг.8, перемещение вверх подузла 120 обозначено направленной вверх стрелкой 142.

Подузел 120, и емкость (не показана), в которой установлен подузел 120, в итоге поднимается или перемещается вверх, достаточно высоко для того, чтобы лепестки 52 клапана полностью вышли из зацепления с погружным элементом 130. В этот момент, свойственная упругость лепестков 52 клапана и промежуточной части или втулки 60 вызывает перемещение лепестка 52 и втулки 60 обратно в первоначальное закрытое расположение (фиг.4). Однако иногда сами лепестки 52 должным образом не выравниваются снова в первоначальное закрытое положение, показанное на фиг.4, а вместо этого становятся смещенными, как показано на фиг.9. Было обнаружено, что это чаще происходит, если погружной элемент 130 имеет относительно большой диаметр, по сравнению с диаметром клапана 20. Смещение лепестков 52, как показано на фиг.9, может привести к ненадлежащему закрыванию клапана, и это может привести к незначительному протеканию через клапан 20.

Автор настоящего изобретения обнаружил, что вышеописанная склонность лепестков 52 клапана к смещению может быть преодолена не посредством изменения структуры клапана по существу как могло ожидаться, а посредством обеспечения уникальной установочной системы клапана. Автор настоящего изобретения также обнаружил, что гибкий, упругий клапан мог бы быть объединен с установочной системой клапана в емкости или бутылке с водой для использования в устройстве для выдачи воды обычно называемого «водоохладитель».

Автор настоящего изобретения также обнаружил, что проблема смещения лепестков клапана, рассмотренная выше и проиллюстрированная на фиг.9, может быть, по существу, преодолена, если не полностью исключена, для клапана в водоохладительной системе или другой системе для подачи текучего вещества посредством обеспечения специальной установочной системы клапана с прилегающей конструкцией, ранее не раскрытой или предположенной в предшествующем уровне техники.

Обычное устройство для выдачи воды или водоохладитель включает в себя основание или подставку, на которой стеклянная или пластиковая бутылка с питьевой водой перевернута вверх дном на выступающем вверх погружном элементе (например, погружном элементе 130). Бутылка с водой изначально содержит некоторое количество галлонов воды (например, пять галлонов). Изначально, небольшое количество воды вытекает из перевернутой вверх дном бутылки через погружной элемент 130 в охлаждающую емкость в основании, и затем охлажденная вода может выпускаться из основания, когда пользователь нажимает кнопку или рычаг на основании для открывания выпускного носика в основании для наполнения чашки или стакана.

В предпочтительном в настоящее время варианте осуществления установочной системы клапана согласно настоящему изобретению, специальная прилегающая структура выполнена в виде единой части усовершенствованного корпуса 100А, проиллюстрированного на фиг.10, 11, 13, 14 и 15. Как видно на фиг.10, 11 и 13, корпус 100А имеет по существу кольцевую форму вокруг сквозного прохода. Как подробно описано ниже, корпус 100А включает часть удерживающей структуры для зацепления и удерживания клапана, например, клапана 20, описанного выше со ссылкой на фиг.1-2.

Со ссылкой на фиг.10 и 11, корпус 100А включает в себя по существу цилиндрическую внешнюю стенку 200А. Как видно на фиг.13, внутренняя поверхность стенки 200А включает в себя выступающий внутрь буртик или выступ 220А, который по существу идентичен буртику 122, описанному выше со ссылкой на корпус 100 согласно предшествующему уровню техники, проиллюстрированный на фиг.4.

Как видно на фиг.13, на нижней части кольцевой стенки 200А корпуса имеется проходящая внутрь посадочная поверхность или гнездо 106А в форме усеченного конуса, которое, по существу, идентично посадочному гнезду 106, описанному выше со ссылкой на корпус 100 согласно предшествующему уровню техники, проиллюстрированный на фиг.4.

Как показано на фиг.13, корпус 100А выполнен с возможностью удерживания клапана, например, описанного ранее клапана 20, посредством зацепления с защелкиванием с удерживающим кольцом 110 аналогичным образом, как описано выше относительно удерживающего кольца 110 и клапана 20, проиллюстрированных на фиг.4.

На нижней части, внутренней области кольцевой стенки 200А корпуса имеется специальная прилегающая структура 240А (фиг.13). Прилегающая структура 240А, предпочтительно, выполнена в виде единого выступа, или части, корпуса 100А. В предпочтительном варианте осуществления, прилегающая структура 240А выполнена таким образом, чтобы располагаться смежно промежуточной части 60 клапана 20. Кроме того, в предпочтительной форме настоящего изобретения, прилегающая структура 240А представляет собой фланец, имеющий дугообразную форму в поперечном сечении (как видно на фиг.13). Прилегающая структура или фланец 240А имеет дальний конец, образующий прилегающую поверхность 250А в форме усеченного конуса (фиг.11 и 13). Как видно на фиг.13, прилегающая поверхность 250А в форме усеченного конуса расположена таким образом, чтобы находиться напротив боковой краевой части 55 первой стороны 31 головки клапана - предпочтительно, в месте рядом с концом щелей 50 (фиг.13).

Комбинация удерживающего кольца 110 и корпуса 100А содержит одну форму предпочтительной установочной системы согласно настоящему изобретению. В этой предпочтительной форме установочной системы согласно настоящему изобретению, «удерживающая структура» для зацепления и удерживания клапана 20 включает в себя (1) удерживающее кольцо 110 и (2) по меньшей мере часть корпуса 100А, которая образует посадочное гнездо или зажимающую поверхность 106А. Клапан 20 может иметь другие конфигурации, например, другую форму для крепежного фланца 86. Также, в некоторых других конфигурациях, клапан 20 может удерживаться в корпусе без удерживающего кольца. Например, клапан может удерживаться в корпусе посредством горячего склеивания, обжимки стенки корпуса на фланце клапана, связывающего вещества, прессовой посадки и т.д. Элементы конкретной конструкции для удерживания клапана в корпусе не являются частью широких аспектов настоящего изобретения.

Когда клапан 20 надлежащим образом установлен в корпусе 100А и удерживается там посредством удерживающего кольца 110 (или посредством других подходящих традиционных или специальных средств), узел элементов может рассматриваться как подузел 120А (фиг.13).

Подузел 120А является особенно подходящим для использования с устройством для выдачи воды или водоохладителем. Подузел 120А может быть установлен на горлышко пластиковой или стеклянной бутылки (не показана, но обычно содержащая около 5 галлонов воды). Подузел 120А может быть запрессован на горлышке бутылки или удерживаться там посредством других подходящих традиционных или специальных средств (например, связывающего вещества, зацепления с защелкиванием и т.д.), элементы которых не являются частью настоящего изобретения. Дальний конец горлышка бутылки может быть герметизирован с помощью снимаемого и разрушаемого уплотнения (не показано) для сохранения конца горлышка бутылки (и вставленного подузла 120А) чистым и неповрежденным. Когда требуется установить такую бутылку с водой в основании устройства для выдачи воды на погружном элементе (например, погружном элементе 130, проиллюстрированном на фиг.14 и 15), уплотнение может быть снято. Затем бутылка может быть перевернута вверх дном. Клапан 20 имеет достаточную упругость и прочность для того, чтобы выдержать высоту статического давления или массу воды в перевернутой вверх дном бутылке, таким образом, вода не протекает из бутылки, когда бутылка переворачивается вверх дном и располагается над основанием устройства для выдачи воды до установки на выступающий вверх погружной элемент в основании устройства для выдачи воды.

Фиг.14, в общем, соответствует фиг.7, рассмотренной выше, но на фиг.14 установочная система по изобретению показана смещающейся вниз вдоль погружного элемента 130. Такое смещение происходит, когда клапан 20 перемещается вниз в подузле 120А, установленном в отверстии перевернутой вверх дном емкости для текучего вещества (не показано), то есть спускается на верхнем конце погружного элемента 130. Перемещение вниз подузла 120А обозначено на фиг.14 направленной вниз стрелкой 138А. Когда клапан 20 перемещается вниз как часть подузла 120А, лепестки или открываемые области 52 клапана отгибаются вверх посредством погружного элемента, зацепляющегося с первой стороной 31 головки клапана. Можно сказать, что открываемые части или лепестки 52 клапана перемещаются в «первом направлении» в открытое положение вокруг погружного элемента 130, как видно на фиг.14.

Открытые лепестки 52 обеспечивают прохождение верхнего конца погружного элемента 130 внутрь емкости (не показана), на которую установлен подузел 120А. Лепестки 52 плотно прилегают по периферии погружного элемента 130 по существу герметичным для жидкости образом. Текучее вещество, например жидкость или газ, может проходить в погружной элемент 130 через проходы 134 и 132, затем выходить из нижней части погружного элемента 130, и затем протекать в другие части выдачной системы для хранения, выдачи или дальнейшей обработки.

Когда требуется снять емкость или другую вмещающую текучую среду структуру с погружного элемента 130, емкость или другая вмещающая текучую среду структура (с подузлом 120А, прикрепленным к ней), может подталкиваться вверх с погружного элемента 130. Например, в устройстве для выдачи воды или водоохладителе, после того, как бутылка с водой была опустошена вследствие нормального использования водоохладителя для выдачи, может потребоваться снять пустую бутылку и заменить пустую бутылку другой, полной бутылкой.

На фиг.15 иллюстрируется перемещение вверх подузла 120А вдоль погружного элемента 130 (когда подузел 120А будет перемещаться вверх с емкостью (не показана) или другой вмещающей текучее вещество структурой, на которую будет устанавливаться подузел 120А, не показан на фиг.15. Перемещение вверх подузла 120А на фиг.15 обозначено стрелкой 142А направления. Когда клапан 20 перемещается вверх в подузле 120А, лепестки 52 клапана зацепляются с трением с внешней поверхностью погружного элемента 130, и это оказывает направленное вниз усилие на лепестки 52. Однако, лепестки 52 могут перемещаться вниз только на небольшую величину до тех пор, пока первая сторона 31 головки клапана не зацепится в боковой краевой части 55 головки клапана с поверхностью 250А прилегающей структуры или фланца 240А. Это сокращает или ограничивает перемещение боковой краевой части 55 головки клапана во втором направлении (вниз). Это предотвращает перемещение вниз головки клапана 20 и промежуточной части или втулки 60 клапана в другое открытое положение, как происходило в подузле 120 согласно предшествующему уровню техники, описанному выше со ссылкой на фиг.8. Вследствие ограничения перемещения вниз боковой краевой части 55 клапана, лепестки 52 клапана не перемещаются мимо друг друга, когда подузел 120А перемещается вверх и отсоединяется от верхнего конца погружного элемента 130. Автор обнаружил, что это обеспечивает закрывание лепестков 52 клапана с по существу правильным и надлежащим совмещением для создания герметичного уплотнения, как проиллюстрировано на фиг.13.

Установочная система согласно настоящего изобретения может использоваться для установки других упругих, гибких клапанов, которые имеют конфигурации, отличные от конфигурации клапана 20, описанного выше, при условии, что другой клапан имеет головку клапана с по меньшей мере одной щелью, промежуточную часть, проходящую от головки клапана, и периферийную крепежную часть на конце промежуточной части.

Кроме того, в некоторых других системах для подачи текучего вещества (не показаны), установочная система клапана может оставаться неподвижной, когда патрубок или погружной элемент перемещается относительно клапана (т.е. когда погружной элемент вставляется или вынимается).

Из вышеописанного подробного описания изобретения и его иллюстраций будет легко понятно, что могут быть выполнены многочисленные другие изменения и дополнения, не выходящие за рамки сущности и объема новых понятий или принципов настоящего изобретения.

Изобретение относится к установочной системе для установки клапана для пропускания потока текучего вещества из источника текучего вещества, в которой клапан включает в себя периферийную крепежную часть, гибкую, упругую промежуточную часть, проходящую от периферийной крепежной части, и гибкую, упругую головку, которая проходит от промежуточной части и имеет, по меньшей мере, одну самоуплотняющуюся щель в головке, боковую краевую часть, расположенную рядом с промежуточной частью, и противолежащие, открываемые части вдоль щели для образования первоначально закрытого отверстия. Установочная система включает в себя удерживающую структуру и прилегающую структуру. Прилегающая структура выполнена с возможностью расположения смежно промежуточной части клапана, таким образом, что прилегающая структура может зацепляться первой стороной головки клапана в боковой краевой части головки клапана для ограничения перемещения боковой краевой части головки клапана в одном направлении. Описаны также варианты выполнения системы. Система согласно изобретению способствует надлежащему закрыванию клапана после того, как части клапана были выдавлены из их первоначально закрытого положения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Установочная система для установки клапана для пропускания потока вещества из источника вещества, при этом клапан включает в себя:
(1) периферийную крепежную часть;
(2) гибкую, упругую, промежуточную часть, проходящую от периферийной крепежной части; и
(3) гибкую, упругую головку, которая проходит от промежуточной части, и которая имеет (а) первую сторону, (b) вторую сторону, (с) по меньшей мере две самоуплотняющиеся щели (50) в головке, (d) боковую краевую часть, расположенную рядом с промежуточной частью, и (е) противолежащие, открываемые части вдоль щелей для образования первоначально закрытого отверстия, при этом открываемые части головки клапана выполнены с возможностью перемещения, по существу, в первом направлении в первое открытое положение, причем открываемые части головки клапана также выполнены с возможностью перемещения, по существу, во втором направлении, противоположном первому направлению, во второе открытое положение;
при этом установочная система содержит:
(A) удерживающую структуру для зацепления и удерживания периферийной крепежной части клапана; и
(B) прилегающую структуру для расположения смежно промежуточной части клапана для зацепления первой стороной головки клапана в боковой краевой части указанной головки клапана, для ограничения перемещения боковой краевой части головки клапана во втором направлении.

2. Система по п.1, в которой
система включает в себя единый корпус, образующий прилегающую структуру и, по меньшей мере, часть удерживающей структуры;
при этом корпус образует сквозной проход; а
клапан первоначально отделен от корпуса через сквозной проход, а впоследствии прикреплен к нему.

3. Система по п.2, в которой удерживающая структура дополнительно включает в себя удерживающее кольцо в зацеплении с защелкиванием с корпусом для зажатия клапана между удерживающим кольцом и частью корпуса.

4. Система по п.2, в которой
прилегающая структура представляет собой кольцевой фланец на внутренней стороне корпуса вокруг сквозного прохода;
при этом фланец имеет дугообразную форму в поперечном сечении; и
кольцевой фланец имеет дальний конец, образующий прилегающую поверхность в форме усеченного конуса для зацепления первой стороной клапана в боковой краевой части головки клапана.

5. Система по п.4, в которой прилегающая поверхность в форме усеченного конуса кольцевого фланца расположена таким образом, чтобы находиться напротив боковой краевой части первой стороны головки клапана в положении, смежном концу щели.

6. Система по п.1, в которой корпус выполнен с возможностью разъемной или неразъемной установки на емкости.

7. Установочная система для установки клапана для пропускания потока вещества из источника вещества, при этом клапан включает в себя:
(1) периферийную крепежную часть;
(2) гибкую, упругую, промежуточную часть, проходящую от периферийной крепежной части; и
(3) гибкую, упругую головку, которая проходит от промежуточной части, и которая имеет (а) первую сторону, (b) вторую сторону, (с) по меньшей мере одну самоуплотняющуюся щель в головке, (d) боковую краевую часть, расположенную рядом с промежуточной частью, и (е) противолежащие, открываемые части вдоль щели для образования первоначально закрытого отверстия, при этом открываемые части головки клапана выполнены с возможностью перемещения в открытое положение, причем головка выполнена толще в поперечном сечении, чем промежуточная часть;
при этом установочная система содержит:
(A) удерживающую структуру для зацепления и удерживания периферийной крепежной части клапана; и
(B) кольцевой фланец, расположенный для прохождения, по меньшей мере, по части промежуточной части клапана смежной боковой краевой части гибкой упругой головки.

8. Система по п.7, в которой корпус выполнен с возможностью разъемной или неразъемной установки на емкости.

9. Система по п.7, в которой
система включает в себя единый корпус, образующий кольцевой фланец и, по меньшей мере, часть удерживающей структуры;
при этом корпус образует сквозной проход; а
клапан первоначально отделен от корпуса через сквозной проход, а впоследствии прикреплен к нему.

10. Система по п.9, в которой удерживающая структура дополнительно включает в себя удерживающее кольцо в зацеплении с защелкиванием с корпусом для зажатия клапана между удерживающим кольцом и частью корпуса.

11. Система по п.9, в которой поток вещества из источника осуществляется посредством погружного элемента, который выборочно проходит через клапан, а кольцевой фланец включает в себя направляющую поверхность погружного элемента, наклоненную к головке клапана при прохождении указанной поверхности радиально внутрь.

12. Система по п.9, в которой кольцевой фланец имеет такой размер, чтобы проходить по всей поверхности промежуточной части клапана и расположен для зацепления первой стороной головки клапана в боковой краевой части головки клапана для ограничения перемещения боковой краевой части головки клапана во втором направлении.

13. Система по п.9, в которой
кольцевой фланец проходит вокруг сквозного прохода;
кольцевой фланец имеет дугообразную форму в поперечном сечении; и
кольцевой фланец имеет дальний конец, образующий прилегающую поверхность в форме усеченного конуса для зацепления первой стороной клапана в боковой краевой части головки клапана.

14. Система по п.13, в которой прилегающая поверхность в форме усеченного конуса кольцевого фланца расположена таким образом, чтобы находиться напротив боковой краевой части первой стороны головки клапана в положении, смежном концу щели.

15. Установочная система для установки клапана для пропускания потока вещества из источника вещества, при этом клапан включает в себя:
(1) периферийную крепежную часть;
(2) гибкую, упругую, промежуточную часть, проходящую от периферийной крепежной части; и
(3) гибкую, упругую головку, которая проходит от промежуточной части, и которая имеет (а) первую сторону, (b) вторую сторону, (с) по меньшей мере одну самоуплотняющуюся щель в головке, (d) боковую краевую часть, расположенную рядом с промежуточной частью, и (е) противолежащие, открываемые части вдоль щели для образования первоначально закрытого отверстия, при этом открываемые части головки клапана выполнены с возможностью перемещения в открытое положение, причем головка выполнена толще в поперечном сечении, чем промежуточная часть;
при этом установочная система содержит:
(A) удерживающую структуру для зацепления и удерживания периферийной крепежной части клапана; и
(B) кольцевой фланец, расположенный для прохождения, по меньшей мере, по части промежуточной части клапана, причем поток вещества из источника осуществляется посредством погружного элемента, который выборочно проходит через клапан, а кольцевой фланец включает в себя направляющую поверхность погружного элемента, наклоненную радиально внутрь к головке клапана при прохождении указанной поверхности аксиально к головке клапана.