专利名称：封闭装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种封闭装置，特别是涉及用于与饮水机组合使用类型的水瓶的封闭装置。这种类型瓶子的颈部通过所述封闭装置封闭，以便对该瓶子进行密封，在将该瓶子降低到饮水机刺钉上之前，将其倒置。所述封闭装置必须能以某种方式让所述饮水机刺钉进入水瓶内部，以便水从该水瓶中排出。
已知提供了一种具有中央输送筒的封闭装置，该输送筒是由一个密封盖封堵的。当水瓶降低到饮水机刺钉上时，刺钉推动所述密封盖使其与输送筒分离。所述密封盖是设计成使得当将密封盖从输送筒中推出时可以与饮水机刺钉连接。不过，业已发现，密封盖本身并非总是与刺钉连接，并且经常会漂浮到水瓶顶部。如果刺钉不是垂直插入所述封闭装置，而是略微倾斜插入的话，则上述情况是特别常见的。水瓶在刺钉上的精确定位不是一项简单的工作，特别是因为水瓶的重量和体积。
尽管一般来说，一旦将水瓶放置在饮水机上，在水瓶被完全用空之前没有必要将它拿走，但是可能会出现需要将水瓶取走的情况。在上文所讨论的现有系统中，当水瓶被从饮水机刺钉上取走时，所述密封盖不能再次密封输送筒，因此在取走水瓶时水会从输送筒中自由地流出。
根据本发明，提供了一种用于与饮水机组合使用类型水瓶上的水封闭装置，它包括一个具有开口的输送筒的主体，以及一个可以在密封位置和开放位置之间移动的密封盖，当密封盖处在密封位置时，可以密封输送筒，其中，通过偏压装置将密封盖偏压向密封位置。
在一种优选实施方案中，所述密封盖通过所述偏压装置固定在所述主体上，并且可以在下面的密封位置和上面的开放位置之间移动，因此当所述水瓶被放置在饮水机刺钉或类似装置上时，水可以通过输送筒流出，而当将水瓶取走时可以再次密封所述输送筒。
可以看出，具有固定在所述主体上的密封盖的封闭装置的优点是，所述密封盖不会从所述主体上浮起进入水瓶，并且，由于所述偏压装置，当将水瓶从饮水机刺钉上抬起时，所述密封盖将自动重新密封输送筒。这一特征具有防止重新填充所述水瓶，并且在所述水瓶从饮水机刺钉上取下任何长度的时间之内，都能防止污染的额外优点。例如，如果需要对饮水机进行修复时就需要取下水瓶。
所述偏压装置可以包括一个诸如张力或扭力弹簧的弹簧。诸如线性延伸的弹性元件的其他形式的偏压装置没有超出本发明的范围。
所述封闭装置主体一般是用塑料材料制成的。任何偏压装置的形式都是特别重要的，并且必须考虑材料的选择可能对水瓶的容纳物的任何影响。例如，众所周知的是，如果诸如不锈钢的金属与水接触的话，水的味道会受到负面影响。金属弹簧的使用(并非不可能)被认为是不理想的。
诸如螺旋弹簧的塑料弹簧的使用是优选的，但是，会带来本发明也要试图克服的特殊问题。在使用塑料弹簧时要考虑的一个主要因素是弹性系数和被称为塑性变形的特征之间的关系。弹性系数越高，塑料材料发生塑性变形的倾向将会降低所述弹簧复原的能力。另外，已知通常存在于瓶装水中的氯也会影响塑料的塑性变形特征。
优选将所述弹簧用于在即使在水瓶中有很少或没有水剩下的情况下使所述密封盖返回。本发明被设计成即使该水瓶是在不颠倒的情况下也能工作，以便所述弹簧足够有力，可以在没有来自它上面的水的压力形式的额外帮助下使所述密封盖返回。
本发明认为，某些塑性变形是无法避免的，提供了即使在水瓶没被颠倒的情况下使所述密封盖返回的条件，并且通过优化弹簧的设计和补充塑性变形解决这一问题。
所述弹簧材料的截面优选尽可能地接近圆形，以便降低塑性变形，同时有利于模塑。业已发现，具有大体上为方形截面的材料可用于降低这种弹簧的塑性变形，同时便于模塑。
另外，所述弹簧可以在大体上无张力的状态下生产，以便只有在饮水机水瓶使用时受到张力，由此避免了在使用之前的长时间保存期间弹簧发生塑性变形的可能性。不过，还可以将所述弹簧预先张紧至某种程度，以便提高其恢复随后的伸展的能力。预先张紧的优选水平，可以是提高弹簧复原的能力和因此而产生的塑性变形水平之间的折衷。
弹簧的其他有用的特征包括小的横截面积和较大的长度，这两种特征都能降低张力，并因此降低塑性变形。
对本发明来说，弹簧的形状并不是特别重要的，不过，业已发现，使用具有锥形形状的螺旋弹簧是特别有利的。锥形弹簧在伸展时是特别稳定的，在拉伸时不会扭曲，并且在拉伸状态下其直径不会缩小。另外，业已发现这种结构便于模塑。因此，例如锥形弹簧的使用被认为优于筒形弹簧。
尽管本发明的密封盖可以采用内部或外部盖的形式，即该密封盖与开口输送筒的关系可以是盖子或塞子，在一种优选实施方案中，所述密封盖适用于堵塞密封筒的堵塞元件的形式。在所述优选实施方案中，所述内部密封盖和输送筒是这样设计的，即由饮水机刺钉移动所述盖子的距离，大于所述弹簧为了重新密封输送筒所必须恢复的所述盖子的距离。换句话说，在密封盖靠下的密封位置上，所述密封盖子的至少一部分必须在输送筒内。例如，这一目的可以通过使用长形密封盖而实现。当水瓶降低到饮水机刺钉上时，所述刺钉与所述密封盖接合，并且在密封盖从输送筒的末端露出之前，推动密封盖通过输送筒一定距离，以便将密封盖打开。在此期间，密封盖向上抬起离开输送筒，以便水瓶里的容纳物可以流出，所述弹簧的塑料材料将不可避免地发生某种程度的塑性变形。不过，可以看出的是，如果随后收回饮水机刺钉的话，在密封盖封堵输送筒之前，必须由弹簧使密封盖返回的距离小于最初由饮水机刺钉使密封盖移动的距离。
在一种典型的封闭装置中，所述移开距离大体上为重新密封的所必须的距离的两倍。在一种具体实施方案中，所述封闭装置是这样设计的，当水瓶被放置在水筒刺钉上时，克服偏压装置的作用将密封盖的底部向上推，穿过并且离开输送筒大约25毫米，并且在密封盖的最上面的开放位置上，所述密封盖的底部保持在距输送筒开口大约15毫米的地方，以便由偏压装置所提供的10毫米或10毫米以上的返回，是足够用来重新密封所述输送筒。
本发明人发现，对所述封闭装置来说没有特殊特殊必要让最终用户将所述封闭装置从水筒上除去。由用户重新填充所述容器可能是不期望的，并且生产商可能希望防止这种情况发生。另外，由于密封盖被固定在所述密封主体上，并且不能漂浮到水瓶中，用户不会试图去掉该封闭装置，以便接触业已漂浮到水瓶中的密封盖。因此，本发明的封闭装置可永久性地固定在水瓶上。在本文中，术语“永久性地”表示该封闭装置不能用手或用非专业工具除掉，并且，举例来说，只能用专用机器除掉。为此，所述固定装置可能包括一个铰接的圆环，该圆环可以上翻，以便将一个球或类似装置接合在水瓶上。
下面将结合附图，以举例形式对本发明作更具体的说明，其中
图1是本发明水瓶封闭装置的透视图；图2表示倒置的沿图1所示封闭装置的轴线剖面的透视图；图3表示固定在水瓶上的封闭装置的轴向剖面；图4表示首次放置在饮水机刺钉上的图3所示封闭装置；图5表示图4所示的封闭装置，其中，水瓶业已完全降低到饮水机刺钉上，以便将所述封闭输送筒打开；图6是表示固定在水瓶上的按另一种实施方案生产的封闭装置的轴线剖面图；和图7是通过作为另一种实施方案的一部分的锥形弹簧的一部分的剖视图。
首先参见图1和2，图中示出了总体上用编号1表示的封闭装置，该封闭装置将被连接在与饮水机组合使用类型的水瓶上。封闭装置1包括一个主体20和一个筒状密封盖30。
主体20包括一个环状套筒40，在它的一端是通过环形顶板45部分封闭的。输送筒50由通过所述环形顶板45限定的中央孔46下垂。输送筒50在肩部55略微变载，并且将一个拉环部件60连接在输送筒50内部的肩部55处。拉环部件60是与肩部55脆性连接的，在初次使用之前起着密封封闭装置1的作用。
在所述环形套筒40的径向向内处有一个从环形顶板45下垂的直立壁板65。圆形套筒40和直立的壁板65限定了通道66。
将密封盖30滑动安装在输送筒60内。密封盖30的主体35从输送筒50的肩部55延伸到输送筒50的末端51，在该点上，有一个周向对接带31从密封盖筒30处径向向外突出。密封盖30在它的所述周向对接带31下端处，由板33密封。可以看出，密封盖30是一个堵塞部件，它被用于堵塞输送筒50。
密封盖30的外部尺寸大体上等于输送筒50的内部尺寸，以便可以做相对的滑动运动，但在所有相对位置上都是密封的。周向对接带31限定了密封盖30的第一末端位置。一个直立的套管部分32远离周向对接带31延伸。周向对接带31还起着用于大体上为锥形的弹簧70的一端的连接点的作用。
在实践中，锥形弹簧70可以是轴向注射模塑的，并且方形的弹簧截面的相对的角，沿对角线排列，沿该对角线断开模塑件。如附图所示，所得到的弹簧以大约45度的角倾斜。为了适合密封盖的内部尺寸，从周向对接带31到必须安装弹簧70的环形顶板45的垂直距离必须被连接起来，因为这种弹簧在形成的状态且无张力的情况下不能延伸整个距离。可以用具有矩形截面的弹簧70连接所述垂直距离。不过，业已证实，这种弹簧会导致塑料材料的较高的塑性变形，因此，优选使用具有方形截面的弹簧。因此，在弹簧70的另一端连接一个管状连接部分71，由它连接弹簧下端和环形顶板45之间的间隙。通过连接部分71在直立壁板65内的静配合，将弹簧70固定在环形顶板45上。
通过薄膜铰链81将环形翼片80铰接在圆形套筒40的自由末端。环形翼片80具有多个周向间隔的楔形部件85，当封闭装置1固定在瓶子上，并且环形翼片向上转动时，这些部件被用于接合瓶颈的边缘，以便将封闭装置固定在瓶子上，如图3-5所示。
下面将结合3-5说明所述封闭装置的作用。
图3表示固定在水瓶，通常是5加仑的瓶子的颈部90上的封闭装置1。在直立壁板65和圆形套筒40之间形成的通道66容纳了瓶颈90。通道66的宽度是这样的，使得瓶颈90略宽一些。结果，在安装所述封闭装置时，迫使壁板65向内。因此，将连接部分71更紧地固定到位。
向上翻转环形翼片80，以便楔形部件85接合珠缘边缘95。可以理解的是，由于翼片80是平折在套筒40上的，并且由于现在朝向内部的部件85，要将翼片80翻转回到其初始位置是极其困难的。
所示出的拉环部件60仍然连接在上面，并且可以看出的是，在这种状态下，密封盖30因此是不能向上推的。在这种非工作状态下，弹簧70大体上是没有张力的。
参见图4，业已去掉了拉环部件60，并且环形顶板45的开口46业已与饮水机刺钉100对齐。在肩部55下面的输送筒50的尺寸是这样的，刺钉100可以通过该输送筒50自由滑动。刺钉100的最宽的点大体上与输送筒50的周向内部尺寸相同，以便刺钉100接触密封盖30的下端36，如附图所示。
参见图5，可以看出的是，当水瓶90降低到饮水机刺钉100上时，刺钉100克服弹簧70的偏压作用，穿过输送筒50推动密封盖30。图5表示刺钉100是完全插入的，并且可以看出，在这种第二末端位置上，密封盖30不再堵塞输送筒50，因此水可以从水瓶中流出。
现在弹簧70处在张力状态下，并且在经过一定时间之后，会不可避免地发生塑性变形。因此，其恢复密封盖30的能力会减弱。
由于密封盖30形成为瓶塞，一旦主体35的末端36被拉入输送筒50，它就能密封输送筒50。因此，密封盖30的密封作用不取决于回到周向对接带31阻止进一步运动的点的完全回收。因此，可以看出的是，由刺钉100移动的主体35的末端的距离，大于当饮水机刺钉100完全插入时到输送筒50的末端51的距离。因此，为了密封输送筒50弹簧70必须使密封盖30返回的距离，远远小于其最初移动的距离。因此，这种设计补偿了当封闭装置10在使用时塑料材料的塑性变形。
图6是通过按照另一种实施方案形成的封闭装置101的轴向剖视图，所示出的封闭装置101连接在瓶颈190的与图4相同的位置上，其中，所述水瓶业已放置在饮水机刺钉200上。类似的编号表示类似的部分。
在本实施方案中，锥形弹簧170是完全相同的。不过，连接部分171的长度有所降低。因此，这意味着为了连接周向对接带131与环形顶板145之间的距离，必须拉伸弹簧170，以便使得连接部分171压在直立壁板165上。因此，弹簧171有相当大的预张力。尽管这对塑性变形程度产生了不利影响，在使用期间，当弹簧171进一步拉伸时，由弹簧所提供的使密封盖130返回的力会提高。
在本实施方案中，密封盖130的主体135的内表面具有多个轴向肋136，这些肋是向内突出的，并且是定位成使得这些肋与刺钉200的拱形头部101接触。这意味着在刺钉200和密封盖130之间存在额外的接触。这种替代实施方案还具有额外的预防干扰的特征。正如结合图3所进行的讨论，环形翼片180向上翻转，而楔形部件185接合一个珠缘边缘195。这有助于防止从瓶颈上除去该封闭装置。为了有助于防止出现将一种工具放置在圆形套筒140和瓶颈100之间，和试图将它们撬开以便向下翻转翼片180的可能性，通过加强支柱167将环形套筒140连接在通道166上。
如上文所述，将水瓶精确定位于饮水机刺钉上方是一件困难的工作。通过直立的筒状套管51将图4中的输送筒50的肩部55连接在环形顶板45上。在这种替代实施方案中，套管51是锥形的。这种锥形套管51起着进入刺钉200的导向表面的作用，以便不需要精确定位。如果水瓶被错误定位，它仍然能降低到刺钉200上，因为所述刺钉可以在套管51的导向表面向上滑动。
图7是截取锥形螺旋弹簧70a的一部分的剖视图，该弹簧可用于取代图3-5所示的弹簧70。正如所披露的，为了降低塑性变形，优选圆形截面。不过，如果弹簧是以在模塑状态下具有锥形形状的形式串联模塑的话，在模塑件的断开线部位最好具有下部切口。因此，弹簧70a的截面大体上是方形的，并且具有沿模塑件的断开线75的、沿对角线方向相对的角71，72。不过，沿对角线方向相对的角73，74是圆的，更多倾向于圆形。所得到的是这样一种截面，它在模塑时是可行的，并且塑性变形小于绝对方形的截面。
权利要求
1.一种用于与饮水机组合使用的类型的水瓶的封闭装置(10)，它包括一个具有开口输送筒(50)的主体(20)，以及一个可以在密封位置和开放位置之间移动的密封盖(30)，并且密封盖(30)适合在密封位置上密封输送筒(50)，在该密封位置中，通过偏压装置(70)将密封盖(30)偏压向密封位置。
2.如权利要求1的封闭装置(10)，其中，通过偏压装置(70)将密封盖(30)固定在主体(20)上，并且可以在下部密封位置和上部开放位置之间移动，以便当水瓶被放置在饮水机刺钉(100)或类似装置上时，水可以通过输送筒(50)流出，并且当取走水瓶时能再次密封输送筒(50)。
3.如权利要求1或2的封闭装置(10)，其中，所述偏压装置包括弹簧(70)。
4.如权利要求3的封闭装置(10)，其中，弹簧(70)是一个螺旋弹簧。
5.如权利要求1-4中任意一项的封闭装置(10)，其中，密封盖(30)采用的是适合堵塞输送筒(50)的堵塞部件形式。
6.如权利要求3-5中任意一项的封闭装置(10)，其中，弹簧(70)是用塑料材料制成的。
7.如权利要求3-6中任意一项的封闭装置(10)，其中，弹簧(70)大体上具有锥形形状。
8.如上述权利要求中任意一项的封闭装置(10)，其中，密封盖(30)和输送筒(50)的结构是这样的，由饮水机刺钉(100)使密封盖(30)相对输送筒(50)移动的距离，大于为了重新密封输送筒(50)必须由偏压装置(70)使密封盖(30)返回的距离。
9.如上述权利要求中任意一项的封闭装置(10)，其中当密封盖(30)处在其密封位置上时，偏压装置(70)大体上处在无张力的状态。
10.如权利要求1-8中任意一项的封闭装置(10)，其中，当密封盖(30)处在其密封位置上时，偏压装置(70)是预张紧的。
11.如权利要求3-10中任意一项的封闭装置(10)，其中，用于生产弹簧(70)的塑料材料的截面大体是方形的。
12.如权利要求5-11中任意一项的封闭装置(10)，其中，所述封闭装置安装成使得当水瓶被放置到饮水机刺钉(100)上时，克服偏压装置(70)的作用，将密封盖(30)的下端(36)向上推，通过并且离开输送筒(50)大约25毫米，并且在密封盖最上面的开放位置上，密封盖(30)的下端(36)保持距输送筒的末端(51)大约15毫米，以便由偏压装置(70)所提供的10毫米或10毫米以上的返回就足以重新密封输送筒(50)。
13.如上述权利要求中任意一项的封闭装置(10)，其中，封闭装置(10)还包括用于将它永久固定在水瓶上的固定装置(80)。
14.如权利要求13的封闭装置(10)，其中，所述固定装置包括一个铰接的环形片(80)，它适合向上翻转，以便结合瓶颈(90)上的相应的球(95)或类似装置。
全文摘要
提供了一种与饮水机组合使用类型的水瓶的封闭装置(10)。封闭装置(10)包括一个主体(20)，它具有一个开口的输送筒(50)和一个密封盖(30)，该密封盖可以在密封位置和开放位置之间运动，并且用于在密封位置时密封所述输送筒。通过偏压装置将密封盖压向密封位置，偏压装置优选包括一个将密封盖(30)固定在主体(20)上的塑料弹簧(70)。弹簧(70)的形状以及密封盖(30)和输送筒(50)的排列用来例如减少并且补偿用于封闭装置(10)上的弹簧(70)的塑料材料的塑性变形，以便在将水瓶从饮水机上取走时，确保再次密封输送筒(50)。
文档编号B67D3/00GK1512961SQ02811369
公开日2004年7月14日 申请日期2002年3月5日 优先权日2001年4月6日
发明者B·古里埃米尼, S·M·哈格伦德, C·P·拉姆塞, B 古里埃米尼, 哈格伦德, 拉姆塞 申请人:皇冠塞及密封技术公司