用于气瓶密封的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种与压缩气体罐、瓶或容器一起使用的垫圈或密封构件。
【背景技术】
[0002]压缩气体瓶、罐或其他容器(本文中称为瓶)与使用由瓶供给的气体的气体输送机构的联接通常涉及O形环或其他密封元件。这样的密封元件用于帮助防止气体泄漏，并且例如在美国专利4，694，850中描述了这样的密封元件。
【发明内容】
[0003]许多市售压缩气瓶必然具有高的压力和相对较低的容积，并且因而在将瓶连接至气体输送机构的过程中或者在这种连接之后的气体的任何损失是不期望的。本文中所描述的本发明的一个或更多个实施方式提供了瓶与气体输送机构之间的改进的密封。该密封可操作为在瓶被打开(例如，经由刺穿元件)时防止气体的初始损失以及/或者提供在长时段内一一例如在气体输送机构的存储期间的几天、几周或几个月内一一阻止气体损失的持久密封。同样，由于垫圈可以安装在瓶上或以其他方式联接至瓶而非气体输送机构，因此每次在安装新的瓶时均可以提供新的垫圈，因而消除了因反复使用的任何可能的磨损。
[0004]根据本发明的一个方面，提供了与气瓶一起使用的气瓶密封装置，气瓶具有颈部，颈部包括侧表面、顶表面以及气体出口。可以提供设置成刺穿气体出口的刺穿元件，并且密封装置可以包括帽，该帽具有设置成与气瓶的颈部接合的下部和限定了内部空间和上开口以接纳刺穿元件的上部。因而，帽可以限定为在上端和下端处具有开口的倒置的杯形元件。垫圈可以定尺寸成配合在由帽的上部限定的内部空间中，并且垫圈具有设置成与被接纳于帽的上开口中的刺穿元件形成密封的上表面以及设置成与瓶的顶表面形成密封的下表面。因此，帽可以用于在帽与瓶接合并且垫圈位于内部空间中时将垫圈保持在瓶上。这可以提供一种确保合适的垫圈提供给正确的瓶以及确保不丢失垫圈的便利的方法。而且，帽可以设置成径向地容纳垫圈，使得垫圈的响应于与朝向垫圈和气体出口移动的刺穿元件形成密封的径向膨胀或其他运动被限制而使垫圈变形。如下文更多地描述的，垫圈的径向限制和随后在其他方向上由此产生的变形从而可以提供由垫圈与刺穿元件和/或瓶形成的改善的密封的益处。
[0005]在一个实施方式中，在垫圈位于内部空间中并处于未变形状态的情况下，在内部空间的上径向外部(和/或内部)区域和下径向外部(和/或内部)区域处可以存在有空隙。而且，垫圈可以设置成响应于与刺穿元件和瓶的顶表面形成密封而至少部分地填充上空隙区域和下空隙区域。也就是说，通过与刺穿元件接合引起的垫圈的变形以及垫圈通过帽的径向限制可以使垫圈变形以至少部分地填充帽的内部空间中的空隙区域。空隙区域的至少部分填充可以进一步限制垫圈，从而使垫圈在其他区域中变形，从而有助于确保形成适当的密封。因此，空隙区域可以设置成接纳垫圈的变形部分，阻止垫圈进一步变形，并且指引或以其他方式影响额外的垫圈变形以增强所形成的密封。
[0006]在一个实施方式中，帽的上部可以包括侧壁和上壁，上壁具有从侧壁径向向内延伸的环形形状。该环形形状的上壁可以具有垫圈状的形状并包括限定了上开口的径向内部部分，因而，从帽的侧壁向内延伸的帽的上部可以至少部分地覆盖垫圈的上表面，例如以帮助垫圈保持就位。垫圈可以设置成具有垫圈的上表面的位于上壁的径向内部部分的径向向内位置(即，由上壁形成的开口的径向内侧)处的最上部。因而，例如，垫圈的上表面的最上部可以延伸到上开口中，例如以帮助确保垫圈与进入到上开口中的刺穿元件的适当的接触。在一个实施方式中，由帽限定的内部空间可以具有圆柱形形状，并且垫圈可以具有环面形状，例如，O形环形状，并且垫圈可以变形成更紧密地接近由帽限定的圆柱形形状。
[0007]刺穿元件可以以各种不同的方式进行设置，包括使表面修改成与特定的垫圈构型配合。例如，刺穿元件可以包括设置成刺穿气瓶的气体出口的枪部以及设置成与垫圈的上表面接触并形成密封的垫圈接触表面。在一个实施方式中，垫圈接触表面包括围绕圆锥形或圆柱形表面的水平环形表面，并且这两个表面均可以设置成接触垫圈的上表面并将垫圈朝向瓶的顶表面迫压。刺穿元件可以至少部分地延伸到帽的内部空间中并可以帮助限定其中限制垫圈的空间。例如，在刺穿元件引入到帽的上开口中的情况下，刺穿元件和帽可以将内部空间限定成具有与垫圈的形状和体积不同的形状和容积。因此，刺穿元件与垫圈的接触可以使垫圈改变形状，并使垫圈与由帽和刺穿元件限定的内部空间的形状至少部分地相符合。刺穿元件可以具有与垫圈接触表面相邻的外表面，该外表面定尺寸并定形成紧密配合在帽的上开口内，例如以帮助确保垫圈适当地受限于帽的内部空间。在一个实施方式中，帽中的上开口能够操作成接合刺穿元件并防止帽(和相关联的瓶)相对于刺穿元件的旋转。然而，在其他结构中，可以允许或促使瓶和帽相对于刺穿元件的旋转。
[0008]帽和垫圈可以附接至气瓶，并且可以设置有气瓶，例如使得所组装的帽、垫圈和瓶作为单个单元购买并使用。帽在帽的侧壁中可以包括一个或更多个通气孔，例如以在由垫圈形成的密封失效的情况下允许高压气体的排出。帽可包括相对于瓶对帽的下部适当地定位的止动件。这可以帮助限定由帽的上部和瓶的顶表面定界的内部空间的容积，并且可以使帽与瓶进行更容易地组装。也就是说，在内部空间的容积应精密地控制成帮助确保适当地限制垫圈的实施方式中，用于将帽定位在瓶上并适当地限定内部空间的止动件可以允许操作者将帽拧在瓶上或以其他方式放置在瓶上，直到止动件接触瓶为止。
[0009]在本发明的另一方面中，一种用于建立与气瓶的密封的方法包括下述步骤:提供气瓶和密封装置，气瓶具有颈部，该颈部具有侧表面和包括气体出口的顶表面，密封装置包括帽和垫圈，帽具有与气瓶的颈部接合的下部以及限定了内部空间并具有上开口的上部，垫圈可以位于由帽的上部限定的内部空间中。可以将帽引入到气体输送装置的接纳开口中，并且可以使刺穿元件在帽的上开口中移动。可以使刺穿元件相对于气体出口移动，使得刺穿元件打开气体出口以从气瓶中释放气体，并且可以通过将瓶和刺穿元件朝向彼此移动而在刺穿元件与垫圈以及在瓶的顶表面与垫圈之间形成密封。
[0010]在一个实施方式中，形成密封包括使垫圈变形以至少部分地填充由帽限定的内部空间中的空隙。例如，当垫圈在接触刺穿元件的情况下发生变形时，垫圈可以被帽径向地限制。由于由瓶释放的气体的泄露可以被防止或以其他方式被阻止，因此在刺穿元件打开气体出口之前在垫圈与刺穿元件和顶表面之间形成密封会是特别理想的。
[0011]本发明的这些以及其他方面通过以下描述和权利要求将变得明显。
【附图说明】
[0012]下面参照以下附图对本发明的方面进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0013]图1示出了示例性实施方式中的气瓶和帽/垫圈结构的分解视图；
[0014]图2示出了图1的处于组装状态的实施方式的截面图；以及
[0015]图3示出了图2的截面图，其中，刺穿元件由帽的上开口接纳。
【具体实施方式】
[0016]参照用于与气瓶的颈部的至少一部分相互作用例如以在刺穿元件与瓶的颈部的顶表面之间提供密封的帽和垫圈结构的实施方式来对本发明的各个方面进行描述。一些实施方式能够提供下述密封:允许瓶的颈部相对于气体输送装置的接纳开口轴向和/或旋转运动的同时仍然保持气密密封以防止或以其他方式阻止压缩气体的不希望的释放。保持密封同时允许瓶的颈部相对于接纳开口的轴向平移在一些应用中可能是重要的，例如，以允许瓶的颈部根据需要逆着刺穿元件前进以打开瓶的气体出口而同时阻止气体泄露。因此，在使用刺穿的情况下，在瓶刺穿过程期间可以阻止气体泄漏。瓶相对于接纳开口的旋转运动可以允许形成改进的密封，例如，由于垫圈的原因，瓶和瓶接纳开口表面相对于彼此擦拭。应当理解的是，本发明的各个方面可以单独使用和/或以任何适当的方式与彼此组合使用，并且因而各个实施方式不应该被解释为要求特征的任何特定组合。相反，所描述的实施方式的一个或更多个特征可以与其他实施方式的任何其他适当的特征组合。
[0017]如上所述，本发明的方面涉及与气瓶一起使用的帽和垫圈，例如，设置成与瓶的颈部接合并在瓶与瓶接纳器之间提供密封的帽和垫圈。图1为示例性实施方式中的压缩气瓶100、帽2和垫圈3的立体图。如将要理解的，设置成与