专利名称：通气盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种容器盖，该容器盖构造和布置成可螺纹固定在容器开口上。更具体地说，本发明涉及一种在通过出口排出容器内的一些液体物时可进行通气以便使空气可进入容器(释放负压)的容器盖。这种特殊的盖结构可被称为双通气盖。尽管容器内预定的物品主要是液体，但正如这里将要进行描述的那样也可分配悬浮液物品。
背景技术：
本发明可应用于各种各样的结构和设备中，但在下文中，是针对用于分配液体浓缩化学物品或悬浮液物品例如用于工业清洁处理的物品的装置来对本发明进行描述的。另外，在下文中，是针对一种要流体连接到机器设备例如自动洗碗机上以便将洗涤剂配送到机器设备上的可更换的密封容器来对本发明进行描述的。
1992年2月11日授予Crossdale等人的美国专利US5086950公开了一种被称为用于在工业清洁过程中分配液体或悬浮液物品的装置的“液体分配装置”。由于本发明具有类似的焦点和用途(尽管结构不同)因此，这里对US5086950的背景技术描述及其整个系统环境说明部分进行引用作为参考。‘950专利以如下的方式描述了其发明的背景技术。
通常，液体洗涤剂以大桶的方式供应给顾客，而洗碗机的洗涤剂贮器定期从桶补充洗涤剂。为洗碗机注满洗涤剂费力且不方便，并可能会将液体洒到操作者的手上，而这些液体通常又是腐蚀性的。
另外，洗涤剂可从大桶供应并沿着管道泵入到洗碗机中或者以其它方式直接配送到洗碗机中。当操作者正将泵送系统与供应桶断开或重新进行连接时，这种泵送系统通常会使洗涤剂洒出。
发明内容本发明的一个目的是提供一种系统，其中，液体物品可供应到直接安装到机器设备的工作部件上的相对较小的容器例如洗碗机的分配器中，从而减小或消除洒漏。本发明的另一个目的是提供一种系统，其中，液体物品可方便和清洁地沿着管道进行分配，从而减少或避免洒到并弄脏使用者的手。
本发明在该技术领域中提供了一种新颖和非显而易见的先进技术，并且优于‘950专利所述的盖。尽管本发明是要用于流体分配系统的一部分中，但应当注意，固定有盖的容器可以倒置的方向直接安装到机器设备上，或者竖直使用并通过管道连接到机器设备上。后者结构需要某种泵送或抽取结构，以便于将流体抽取并输送到机器设备中。在任何一种结构中，可使用输送管道或虹吸管。由于容器是密封的，因此，当流体物排出时会形成真空，且必须对容器进行通气，以便于将内部负压释放掉。这就是本发明的一部分。最后，容器内的液体或悬浮液物品可以平稳流动的方式进行分配，而不会洒到或弄脏使用者的手。
本发明的通气盖可用作一种在容器中充入选定的液体或悬浮液物品之后所使用的独立的防松动螺纹帽盖。通气盖的一部分是中间隔膜或隔板，中间隔膜或隔板具有一个精细的狭口和一个引导环部分，引导环部分作为帽盖的一部分，用于接纳和引导抽吸管或虹吸管并包括平衡压力的通气阀。包括通气盖和容器的整个盖系统的功能相互协调以保证容器内的液体和/或悬浮液物品不会发生洒漏和未经许可的接触，且容器不会发生凹入/压扁。所有这些都是通过以恒定速率进行分配且不发生任何堵塞的通气阀来实现的。容器和本发明通气盖所用的材料具有较宽的化学相容性和耐流体腐蚀性，否则会影响性能。具体地说，这里所述的密封和通气伞形阀由硅橡胶(聚合物)制成，硅橡胶包括自排气填充剂，以便在整个时间内向表面排气并提供优良的材料性能。
最后，本发明在该技术领域中提供了一种新颖和非显而易见的先进技术。
根据本发明的一个实施例，一种可螺纹连接到容器的颈部用于封闭容器并为容器进行通气的通气盖，其包括一个螺纹帽盖，螺纹帽盖构造并布置成可与容器进行螺纹连接，螺纹帽盖具有一个隔板孔；一个安装在螺纹帽盖中的密封垫；一个安装在该螺纹帽盖中的弹性通气阀，通气阀包括一个其中带有狭口的隔板；一个卡环，其构造并布置成用于锁住通气阀并固定到螺纹帽盖上；一个安全环，其与螺纹帽盖形成一体，用于将通气盖保持在容器上。
本发明的一个目的是提供一种改进的通气盖。
本发明的相关目的和优点可从下面的描述中清楚地看出。
图1是本发明典型实施例的通气盖的透视图。
图2是图1所示通气盖的顶部平面图。
图3是图1所示通气盖倒置时的分解图。
图4是图1所示通气盖的整个截面的正视图。
图5是图1所示通气盖另一种结构的整个截面的正视图。
图6是包括图1所示通气盖的一个部件的卡环的透视图。
图7是包括图1所示通气盖的一个部件的伞形阀的透视图。
具体实施方式为了进一步地理解本发明的原理，下面将对附图所示的实施例进行介绍，并采用特定的术语对其进行描述。但应当理解这并不是为了限制本发明的范围，可以预计的图示装置的替换方式和变型以及本发明原理的其它应用都是本领域技术人员通常可以想到的。
如图1-4所示，其示出了本发明优选实施例的通气盖20。盖20是由四个部件构成的一个组合件，包括帽盖21、密封垫22、伞形阀23和卡环24。每个部件都呈环形并基本上关于其纵向轴线对称。如图3和4所示，这四个部件组合而形成一个组合件，其中，这四个部件都基本上是相互同心的。卡环24另外显示在图6中。伞形阀23另外显示在图7中。
帽盖21包括环形的帽盖裙部28、顶部盖板29、周边环30、五个裙部棱31、安全环32、隔板孔33和三个通气口34。帽盖21是一个整体的模塑塑料结构，且材料最好是高密度聚乙烯(HDPE)。
帽盖裙部28具有内螺纹，且其螺距与帽盖21所要固定的选定容器(未示出)的螺距相一致。与盖20一起使用的普通容器包括一个与帽盖21的尺寸、形状和整体结构相匹配的外螺纹颈部。顶部盖板29为圆形并基本上是平的，其位于周边环30的径向内侧。五个裙部棱31等间距布置，每个棱31的内表面与帽盖裙部28的外表面连接在一起。每个棱31还沿每个棱31的下表面与安全环32的上表面相连。隔板孔33的尺寸设计得可容纳管状穿入导管(虹吸管)，以便将流体从容器分配到机器设备中，而该机器设备构造并布置成利用该流体作为其预计功能元件。本发明图示实施例的“机器设备”为洗碗机，且“流体”为洗涤剂。
当容器充入选定流体并通过牢固且紧密地螺纹连接在容器的外螺纹孔或颈部的盖21进行封闭时，容器就被构造和安装形成一个密封的容器。与帽盖21形成一体的安全环32包括沿周向等间距布置的一系列棘齿38，棘齿38设计成当盖沿顺时针旋进方向转动时棘齿38可在容器的一个或多个凸起上方弯曲和倾斜。在沿相反方向或后退方向试图将盖20从容器颈部拆卸下来时，棘齿38贴靠在容器的一个或多个凸起上，以避免通气盖20沿此相反的逆时针方向被拆卸下来。在此情况下，当帽盖被拧紧到其完全封闭和密封的位置时，帽盖保留在容器上。然后，安全环32可用作防松动结构以避免将盖20拆卸下来。
对于密封容器，在本发明情况下，在抽取流体时，在容器内部形成负压。如果负压没有释放，达到一定的量就会导致容器发生凹入和/或容器被压扁。容器内部的高负压还会影响流体从容器向机器设备的分配。因此，设置三个通气口34用于使外部空气可进入容器内部以释放或抵销负压。如果这三个等间距布置的通气口34始终与大气相通，容器就不能由固定在容器上的盖20进行“密封”。而这又会在搬运和运输过程中产生泄漏。为此，将一个伞形阀23安装在帽盖21中以关闭这三个通气口34中的每一个，并为容器提供一个密封的内部空间。伞形阀23在通气口34上方的关闭和密封状态呈现出静态或静止状态。但是，当从容器配送流体时，由于其处于关闭和密封状态，因此，在容器内开始形成负压。为了利用通气口34将外部空气引入到容器中，伞形阀23的闭合阀瓣部分或外部径向环必须抬离通气口，以便使外部空气通过这些通气口34流动。当内部负压达到一定的量足以通过吸力拉动径向阀瓣离开通气口34时，伞形阀阀瓣就“自动地”进行这种提升或弯曲。为使伞形阀阀瓣进行弯曲并使容器进行通气，重要的是适当选择伞形阀的材料，确定径向阀瓣的整个重量、尺寸和形状以及其柔性度，以便于它既可提供所需的密封又可在负压作用下得到提升来进行通气。还应当适当考虑负压量和所产生的吸力以及在什么负压下进行通气。下面将进一步对阀23所需的材料及材料的性能进行讨论。
如图3和4所示，伞形阀23包括大致平的环形环座37、环形径向阀瓣39和隔板(隔膜)40。倾斜的侧壁41形成由隔板40封闭的中空内腔42。径向阀瓣39为截锥形形状，其沿径向向外的方向朝环形端头43倾斜。隔板40包括狭口40a和增强肋40b，参见图7。
帽盖21为一个整体模塑的塑料部件，其包括一个内圆筒形壁47，并基本上与帽盖裙部28、周边环30和隔板孔33同心。隔板孔33由倾斜的环形壁48限定，倾斜的环形壁48包括一个环形的接纳槽49和一个大致平的底表面50。环形壁48延伸到一个限定隔板孔33和槽49的环形弯曲部分46。该弯曲部分46具有向内倾斜的构型，用于接纳虹吸管并使其与隔板40对准。下面将对利用虹吸管来从容器中配送容纳物进行描述。
内表面51从槽49向底表面50的方向发散倾斜，壁48的外表面52也是倾斜的，并朝底表面50汇聚。壁48的锥形形状构造并布置成与阀23的槽53的锥形形状相匹配。槽53为环形，并位于阀瓣39和侧壁41之间并由它们进行限定(参见图4)。帽盖21最好由高密度聚乙烯(HDPE)制成，且图示的尺寸为53mm。
参见图4和伞形阀23，隔板40由环形肋54界定，肋54配合在环形接纳槽49中，且两者在该环形位置处受到径向压缩。壁48的轴向最上端表面(弯曲部分46)是圆形的，并由与隔板40接触的内唇部59构成。当伞形阀23安装到帽盖21中时，壁48的底表面50与槽53之间以及肋54与槽49之间表面对表面地贴靠在一起。
阀23和壁48形状互补并相互贴合，从而将阀23适当定位并安置在帽盖21中。这种配置也使阀23的外环形端头43沿径向延伸到每个通气口34的外边缘以外，图4示出了其中一个通气口。正如将要描述的那样，当容器内部存在足够大的负压时，径向阀瓣39可弯曲离开通气口34，以拉动径向阀瓣39离开顶部盖板29的内表面60。然后，这又会破坏阀瓣39在通气口34上及其周围所形成的密封结构，并允许外部空气经通气口34流入容器，从而消除或释放负压。阀瓣39的质量和弹性或柔性对提升阀瓣39离开通气口34所需的负压有一定程度的影响。
利用卡环24将伞形阀23锁住并保持就位，并确保径向阀瓣39可适当地或按照需要进行动作。卡环24的外环形唇部61超声焊接到内圆筒形壁47的基面上。卡环24的内径向唇部62基本上是平的，并构造和布置成贴靠在环形环座37上。卡环24可按图3的定向方向使用或者翻转过来使用。图4组件的定向方式与图3的定向方式一致。图5组件相当于是“翻转”定向的。
卡环24具有轮状的结构，其包括四个等间距的辐条63，辐条63之间形成扇形的开口空间64。每个辐条63包括位于第一辐条表面66上的凸棱65和位于相对的第二辐条表面68上的一对凸棱67。这些棱65和66，四个位于一侧，八个位于另一相对侧，增大了辐条62的硬度和刚度。如图6所示，通过模塑在每个辐条的一侧66上形成一个棱65，而在每个辐条的另一相对侧68上形成偏离上述一个棱65的一对棱67。
对于伞形阀23的安装和固定，具有两个重要的位置以防止流体发生泄漏并可适当地进行通气。首先，通过将卡环24贴靠在环座37上使阀23轴向受压。这种轴向压力将阀瓣39牢牢地推靠在帽盖顶部盖板29的位于通气口外侧的下表面60上。在轴向压缩程度适度时，阀瓣39的形状、材料的选择及其整体定向有助于实现这种密封工作。由于锥形的环形壁48与侧壁41相互配合，因此径向压力也作用于阀23的侧壁41。伞形阀23在锥形的环形壁48与卡环24之间受到压缩使密封性和通气能力保持最优的水平，并将容器的凹入和容器的压扁程度减小到最小。可将该径向压缩位置限定在将环形肋54压缩在槽49中的位置上。
当密封垫22安装在帽盖21中，伞形阀23安装就位，且卡环24超声焊接以锁住伞形阀23，通气盖20完成组装时，就可将通气盖20准备好用于容器上。通气盖20构造并布置成可螺纹连接在容器的外螺纹颈部开口上。容器围绕其颈部开口的表面包括至少一个用于与安全环32的棘齿38相互配合的接合凸起。通气盖20可旋进并完全与容器的颈部开口螺纹连接，直到形成一种紧密和可靠密封的连接结构。任何试图将通气盖20从容器上旋拧下来的企图都会使靠近的棘齿38最紧靠在容器凸起上，从而可防止将通气盖旋拧下来。等间距设置了10个棘齿38，因此，相邻棘齿38之间从径向中心线到径向中心线的间距为36度。螺距大约为每英寸5.25个螺纹，在棘齿38紧靠在容器凸起之前，沿后退方向轴向移动的距离非常有限。如果使用第二凸起并将其设置成距离第一凸起162度，允许的轴向移动量将缩减为一半。
预计的容器尺寸最好为50盎司、64盎司和90盎司，但本发明并不仅仅局限于这三种，实际的容器尺寸可以小于50盎司或大于90盎司，并仍然符合本发明的原理和教导。容器材料优选为高密度聚乙烯(HDPE)，其颈部尺寸为53mm。
当通气盖固定并密封到(充满的)容器上时，分配液体(或悬浮液物品)的过程需要将其连接到使用该液体例如洗碗机用的洗涤剂的机器或设备上。这种连接可以是直接的，如‘950专利图1所示的那样，或者间接通过连接导管进行连接，如’950专利图2所示的那样。不管选择哪一种连接方式，可将一个中空的管状穿入装置也称为虹吸管经伞形阀23的隔板40插入。帽盖壁48的弯曲部分46包括唇部59接纳该穿入装置并与其配合对中。
伞形阀23为一个由硅橡胶弹性材料制成的整体部件，并在隔板40上具有一个狭口40a。该狭口40a是自密封的，可防止容器内的液体流出，除非是利用管状穿入装置迫使狭口侧部分开。当管状穿入装置插入到(经过)隔板40上的狭口40a中时，即使正在分配容器内的物品时，狭口的侧部也可在管状穿入装置周围形成密封以防止液体发生泄漏。通过选择伞形阀23的材料可部分地便于使狭口侧部在虹吸管周围形成自密封。另外，当(或者如果)取掉虹吸管时，隔板闭合并恢复到自动封闭或自密封状态。在取掉虹吸管时，增强肋40b给予更多的支承和力量以增强狭口40a的弹性并促使狭口40a闭合。
本发明除了提供一种将通气盖20封闭并密封在容器上的可靠方法之外，安全环32也提供了一种防松动结构，从而在不破坏安全环32或容器凸起的情况下，不能将装好的通气盖20从容器上拆卸下来。安全环32通过5个裙部棱31牢固地固定在帽盖裙部28上，所有的裙部棱都作为一个整体结构的部分。另外，尽管仍然是一个整体结构部分，但这种连接结构也可由一系列的易断部件来代替，易断部件可作为唯一的装置将安全环32连接到帽盖裙部28上，当企图迫使盖20后退转动时，这些易断部件将发生断裂，从而允许将盖从容器上拆卸下来。在进行这种操作且易断部件发生断裂时，不论是否已进行了任何松动的尝试，也都将清楚地给予可视指示。在重新使用容器时，可将通气盖拆卸下来使容器可重新充入适当的液体或悬浮液物品并固定一个新的通气盖。
由于通气盖20的一个重要的部件是伞形阀23，因此，应当注意到伞形阀23具有特殊的特征并由常规配制的硅酮材料制成。这种常规配制的硅酮材料使得伞形阀23以独特的不同于采用其它材料的其它阀的方式进行工作。部分伞形阀23的隔膜表面上具有增强肋结构，其构造并布置成可给予伞形阀23更多支承和力量以便在从分配器上取下时改善狭口40a的弹性和闭合性能。在本发明中，从分配器上取下包括将虹吸管从伞形阀上取下，在此时，狭口需要进行闭合并形成一个密封的表面。
伞形阀23所采用的常规配制的硅酮材料具有与各种化妆部件相容的优良的材料相容性。这种材料在暴露于热和紫外线下时呈现出良好的耐水性和稳定性。另外，伞形阀23的常规配制的硅酮材料具有优良的不粘着性，包括良好的润滑性和改善的弹性。由于其表面张力较小，因此，这种材料是一种良好的增湿剂。
与有机聚合物不同，硅酮聚合物自身相对较脆弱，在交联时拉伸强度只有1.0Mpa。为了满足工程性能的要求，必须通过添加非常细小并与硅酮聚合物化学相容的高表面填充剂来对聚合物进行增强。另外，需要被称为操作助剂的功能流体来充分满足储藏寿命控制和操作处理性能的要求，并需要硫化剂进行硫化。
通过硅酸钠酸化和沉淀制成的沉淀二氧化硅也可用作增强填充剂添加在硅酮化合物中，但与煅制氧化硅相比，这通常会降低机械性能。但这些成分对低压缩形变和高弹性非常有利，并且比它们对应的煅制氧化硅的成本低。
由于沉淀二氧化硅将所吸收的水分保持在其表面上，除非可将压力维持在局部，否则在硫化过程中会出现海绵化起泡。因此，沉淀填充剂主要用在供模塑处理用的化合物中。
操作助剂也称为软化剂是活性硅酮流体，其可化学地改变硅石填充剂的表面以减小它们与硅酮聚合物的结合。大多数操作助剂是液体，它们可在预处理过程中与硅石填充剂进行预反应，或者可在化合/混合过程中引入以实现“就地”处理。在很多情况下，可采用这两种技术。
特殊配制到用作阀23的本发明硅酮化合物中的是具有一定饱和度的自排气填充剂，以允许该流体在整个时间内可连续地向表面排气。这种独特的特点提高了耐化学性，增加了狭口40a的表面润滑性以便于容易插入虹吸管，提供了一种用于安装在分配器上的不粘着表面，并提高了狭口的弹性以便在取下时可迅速封闭隔膜并密封住任何残留在容器内的化学物品。
虽然上面结合附图和说明书对本发明进行了详细的描述，但这应当被认为是示例性的而不是限制性的，可以理解，这仅仅图示和描述了优选的实施方式，符合本发明宗旨的所有变化和变型都是本发明所要进行保护的。
权利要求
1.一种通过螺纹连接到容器的颈部用于封闭容器并为容器进行通气的通气盖，所述通气盖包括一个螺纹帽盖，该螺纹帽盖被构造并布置成可与所述容器进行螺纹连接，所述螺纹帽盖具有一个隔板孔；一个安装在所述螺纹帽盖中的密封垫；一个安装在所述螺纹帽盖中的弹性通气阀，所述通气阀包括一个其中带有狭口的隔板；一个卡环，其被构造并布置成用于锁住所述通气阀并固定到所述螺纹帽盖上；一个安全环，其与所述螺纹帽盖形成一体，用于将所述通气盖保持在所述容器上。
2.根据权利要求1所述的通气盖，其中，所述弹性通气阀由配制有自排气填充剂的硅酮聚合物制成。
全文摘要
一种通过螺纹连接到容器的颈部以便从容器中分配流体并用于封闭容器并为容器进行通气的通气盖，其包括一个整体的模塑塑料帽盖，该帽盖被构造并布置成可与容器螺纹连接。螺纹帽盖具有一个隔板孔，其尺寸设计并布置成可接纳虹吸管。一个密封垫安装在螺纹帽盖中，以便于密封住通气盖和容器之间的配合接触部分。一个弹性通气阀安装在螺纹帽盖中，该通气阀包括一个其中带有狭口的隔板，以便通过自密封的方式接纳虹吸管。利用一个卡环将通气阀锁在螺纹帽盖内，一个与螺纹帽盖形成一体的安全环可将通气盖保持在容器上。
文档编号A47L15/44GK1572665SQ20041004526
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月4日 优先权日2003年6月4日
发明者R·D·罗尔, J·E·维特 申请人:里克公司