密封方法和物品的製作方法

2023-04-30 19:14:51

專利名稱：密封方法和物品的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將閥單元組裝進入儲存槽的密封方法和一密封的閥單元和儲存槽。本發明尤其涉及，然而並不只適用於一種可攜式打火機。
背景技術：
能夠用在可攜式打火機中的閥單元和儲存槽必須是成本低、重量輕、能大量生產和堅牢的，重要的是當結合在一起時還必須是可密封的。通常儲存槽和閥單元本體零件之間的密封需要是氣密的密封，因此其需要一緊密的配合。在結構上，這緊密配合要求取決於在各零件之間的宏觀和微觀的差異。宏觀差異包括諸零件的尺寸和形狀方面的差異。閥單元本體應略大於儲存槽以緊密配合。微觀差異包括表面缺陷，例如刻痕或粗糙性。
例如用於儲存液化石油氣(LPG)的可攜式儲存槽通常由聚合材料製成。使用在可攜式儲存槽中的LPG的蒸汽壓力通常在21℃時1.5至5巴的範圍內。這範圍取決於LPG的成份。由於聚合材料成本低、重量輕和易於製造，使聚合材料特別適合於該蒸汽壓力的範圍。
通常聚合材料適用於閥單元和儲存槽。塑性聚合材料尤其適用。結構上這些材料可以被分類成純結晶體到純玻璃質的(即非結晶性的)材料以及它們之間的混合物或混和物。
結晶結構具有一有規律的排列，而非結晶結構則具有不規則的排列。結晶的聚合物具有很好的強度特性、彈性和高張力，能夠在溫度下承受連續的高壓而不鬆弛並且保持穩定。結晶結構材料的機械特性能通過徑向壓縮獲得的氣密密封在該材料的使用壽命期間保持氣密密封。彈性特性和穩定性相結合後產生極好的耐磨特性。
通常，利用結晶材料製造LPG容器的儲存槽時，儲存槽會通過壓配合的徑向壓縮或可靠的接合密封地連接於閥單元本體。這密封連接對於液化石油氣的可攜式儲存槽，即能夠由聚合材料製造的LPG儲存槽，例如香菸打火機來說是尤其有關的。壓配合完成起來較簡單和是氣密的。LPG儲存槽和閥體的密封也與氣體焊接器、氣焊燈、捲髮器或任何包含儲存槽為一結構部分的用具相關。在一特定用途中，如香菸打火機，通常使用壓配合將氣體儲存槽密封於閥本體。這示出在美國專利RE33,282中。它揭示了一液化氣體操作的打火機，例如一可放在口袋內的打火機，該打火機由結晶聚合物製造。這打火機具有一閥件，該閥件以氣密方式壓配於一不可回充液化氣體的儲存槽或容器的上壁內。
非結晶結構通常是不穩定、脆弱、漸漸從玻璃質結構變成結晶結構。非結晶結構材料是不穩定和脆弱，也不像結晶材料那樣耐磨。循環使用和調整動作易於使零件破裂或折斷和破壞氣密密封。
US 4,289,478的打火機由非結晶聚合材料製成和具有一塑料氣體容器和安裝在其中的一燃燒器。其設置一熱收集管，並在其中帶有一導火線。燃燒器包括噴嘴和連接熱收集管的閥。噴嘴被擰至該容器的一螺紋蓋保持在主動的接合狀態之中。螺紋蓋由非結晶塑性材料製成。
按照材料和設計觀點，美國專利參考文獻Re.33,282的結晶材料打火機是昂貴的，而美國專利4,289,478的非結晶聚合物雖然使用了較便宜的非結晶材料，但要求若干附加組件，這仍令這選擇變成昂貴和難以模製。
目前用於呈氣密狀態的密封的另一方法是一可靠嚙合方法(positiveengagement method)，例如一螺紋型閥體和一相應的螺紋型閥孔。該方法通常局限於手工裝配。因此，可靠嚙合對於裝配和生產是昂貴的。
這些包括結晶和非結晶材料的現有技術的打火機都具有材料成本高和需要製造太多零件的問題。對於自動製造過程相應的密封方法是壓配合或徑向壓縮，對於手工操作是可靠嚙合或螺紋件。並且，上述現有密封方法局限於極精密的表面加工材料，其中兩個部分中的任何一個的表面疵點，即如任何刻痕或粗糙性，都可以導致由於氣體的洩漏而使所加工成的產品被拒絕。此外，沒有一個現有密封方法涉及使用熔化和再成形而獲得氣密密封。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種改進的密封方法和閥與儲存槽的組裝，該方法和組裝以一簡單又有效的方式消除或將上述諸缺點減至最小，或者至少對公眾提供一有用的選擇。
密封閥單元和儲存槽組裝的方法包括執行下列步驟(a)將閥單元至少局部地插入儲存槽；(b)對閥單元和儲存槽施加產生熔接作用；(c)將至少部分的閥單元和儲存槽熔化，從而使閥單元密封於儲存槽。
如在前面段落中所揭示的密封方法，其中熔接形成作用(melting creating action)引起各被熔化的部分熔化和一起再形成，以形成氣密密封。
如在前面段落中所揭示的密封方法，其中至少部分的儲存槽具有形成一孔的部分。
如在前面段落中的方法，其中閥單元的橫剖面尺寸大於閥孔的橫剖面尺寸。
如在前面段落中所揭示的密封方法，熔接形成作用是通過在閥單元上施加振動力迫使閥單元與儲存槽形成實質上抵靠的和再成形的關係而做成。
如在前面段落中所揭示的密封方法，其中熔化和再成形是通過一高頻振動裝置引起的。
按照本發明的第二方面，本發明位於一密封組件，該組件包括閥單元和具有形成閥孔部分的至少部分儲存槽，該閥孔接納閥單元，其中該閥單元被熔化連接於形成閥孔的部分。
較佳地，熔化連接致使閥單元和儲存槽的表面被熔化和一起再成形，以形成氣密密封。
較佳地，儲存槽包括一氣槽。
較佳地，儲存槽具有一底部，該底部具有一凹槽，該凹槽在其中具有一小孔。
較佳地，閥組件被熔化連接於該凹槽。
較佳地，閥組件包括一閥、柔性環密封件和一球形件，其中球形件可根據氣體回充噴嘴(gas refill nozzle)移動而密封該小孔，使氣體只能在注入期間進入較佳地，閥單元包括至少一閥件、一保持件和噴嘴，其中閥件剛好容納在保持件中，而噴嘴容納在閥件中，以致噴嘴的一端從保持件突出，至少部分的閥件和保持件被熔化連接於形成閥孔的部分。
較佳地，通過偏壓結構噴嘴與保持件相互配合。
較佳地，閥單元由實質非結晶聚合材料製造。
較佳地，至少部分儲存槽由實質非結晶聚合材料製造。
較佳地，熔化通過高頻振動裝置提供。
較佳地，熔化通過超聲波裝置提供。
或者，熔化通過旋轉焊接裝置提供。
或者，熔化通過振動焊接裝置提供。
或者，熔化通過熱板(hot plate)提供。
或者，熔化通過微波裝置提供。
較佳地，在至少一熔化位置提供熔化，致使閥單元和形成儲存槽的部件被加熱並熔融在一起。
較佳地，保持件被熔化連接於形成閥孔的部件。
較佳地，閥件被熔化連接於形成閥孔的諸部件。
較佳地，閥件具有一上端和在使用的下端，其中一過濾器被連接於下端。
較佳地，過濾器的外端附連一蓋子。
較佳地，噴嘴具有一上端和在使用的下端，其中，噴嘴在其下端處具有彈性墊件。
較佳地，打火機具有如以上所揭示的密封組件。
按照另一方面，本發明包含在LPG氣槽中的組件，該組件包括一氣槽和閥，該使用中氣槽具有一下端，該下端具有一閥凹部，使閥與該凹部配合，並容許氣體回充，其中，閥被熔化連接至閥凹部和使它再形成。
對本發明的相關領域中的那些熟練人員，本發明將會提出許多結構變化和廣泛不同的實施例和應用的建議，而不超出如所附權利要求書所規定的本發明範圍。在本文中的揭示內容和敘述純碎是說明性的，不對本發明構成任何意義上的限制。
附圖簡述現在將參照附圖敘述本發明的一優選形式。在諸附圖中

圖1是示出了一現有技術打火機的局部的剖面圖；圖2是示出了又一現有技術打火機的局部的剖面圖；圖3是在插入的一第一階段與儲存槽的部分裝配的一閥單元的剖面圖；圖4是在插入的一第二階段與儲存槽的部分裝配的一閥單元的剖面圖；
圖5是在插入的一第三階段與儲存槽的部分裝配，即閥件被焊接至儲存槽時的一閥單元的剖面圖；圖6是位於組件下端的放大的剖視圖示出熔接位置；圖7是一可回充打火機的底部的放大的剖視圖；以及圖8是被回充的可回充打火機的底部的放大剖視圖。
具體實施例方式
參閱附圖，圖3至5示出了在裝配時可閉合的閥組件。如圖所示，閥單元1與至少部分儲存槽2互連。該閥單元1包括具有至少一閥件的閥單元本體、保持件和氣體火焰的噴嘴件。
在使用中，儲存槽2具有一上端3和一下端4。上端3與用於可攜式打火機的噴嘴件12位於同一端。含有燃料的儲存槽的其餘部分則位於儲存槽2的下端4處。如圖3所示，儲存槽2具有一孔5。閥單元位於孔5內。閥單元1包括抵靠於孔5內壁的保持件6。該保持件6具有一上端7和一下端8。上端7可以形成臺階形狀以在將保持件6和/或閥單元插入儲存槽的期間阻擋其深入。抵靠於保持件6內壁的是具有閥體9的一閥件。該閥體9具有一上端10和一下端11。在閥體9內是噴嘴件12。該噴嘴件12具有對應於儲存槽2上端3的一上端13，和對應於儲存槽2下端4的一下端14。噴嘴件12具有可以是彈簧的偏壓裝置15，以幫助它維持與保持件6的抵靠。
閥體9在它的下端11還具有一過濾件16，該過濾件被復蓋件17復蓋。噴嘴件12通過一彈性墊件18停留在閥體9的底部上。該墊件可以是一橡膠塞件。
如圖3、4和5所示，通過熔接在儲存槽2上的特定位置，閥單元1被密封於儲存槽2。閥單元1和孔5具有抵靠的表面，這些抵靠表面被熔化，致使這些表面局部再成形，並且連接在一起從而產生一幾乎完全氣密的密封。該圖示出了位於儲存槽2的孔5內的閥單元1。將閥單元1推入孔5，孔5則被形成為接納閥單元1。孔5在它的上端3可以具有一臺階部分19，在下端4在孔直徑方面至少有一個兩級縮小。該兩級縮小可以由連接至基本垂直部分21的內傾斜部分20產生，該基本垂直部分實質平行於孔5的內壁22。
在該孔的下部中，有某些熔化結合區域23和毛口區域24。可以選擇任何其它區域。
閥單元1和/或儲存槽2可以由能被熔化和密封在一起的任何材料或其混合物製成。可以使用任何聚合物材料或其混合物。可以使用實質塑性聚合材料或其混合物，尤其是非結晶的或玻璃質的聚合材料。也可以使用帶有或不帶有混合物的純結晶到純非結晶的結構。在本發明的一形式中，儲存槽2由聚合材料製成，但閥單元1可以由金屬材料或聚合材料製成。當然，通常聚合材料才會熔化，但當金屬部分被熔化的聚合材料包圍或鍍復時也能獲得氣密密封。即使宏觀差異，即在形狀或尺寸方面的差異，與例如刻痕和粗糙性的微觀差異可能存在於閥單元1與孔5之間，其仍然能被密封。
熔化閥單元1和儲存槽2，使其至少在如圖5和6中所示的部位23和24之間接合。基本上接合沿著閥單元1或孔5的整個長度或至少主要部分進行。只要閥單元1與儲存槽2間密封並沒有氣體洩漏，可以選擇任何適當的接合和/或熔接部位。在附圖中，保持件6和閥體9被示為熔化接合或焊接於閥孔5。由於閥體9的直徑大於閥孔5的直徑，那么在閥體9插入閥孔5期間熔化閥體和閥孔的聚合材料時，任何多餘材料均會被下移到並凝固在毛口區域24。保持件6的上端7可以形成有臺階，以在將保持件6和/或閥單元1插入該孔期間阻擋其深入。在熔化之後，通過熔融、例如焊接連接諸部分。可以通過一高頻振動設備進行熔化。
能夠以下列方式實現利用熔化連接諸部分的方法。例如通過熔接。為了避免氣體洩漏，閥體以較閥孔5大或具有較閥孔5的整個或至少部分直徑較寬的直徑為較佳。然後，可以通過對閥單元1引入向下的高頻振動迫使閥單元1向下插入閥孔5。圖3至5示出了閥單元1插入的諸步驟。高頻振動使閥單元1的下端11撞擊和抵靠於孔5的內壁22和向內傾斜部分20。該振動不會破壞非結晶聚合物結構，但在圍繞閥單元1和/或儲存槽2的閥孔5的特定位置(如所選的)熔化塑性材料。由於儲存槽2和閥單元1使用具有較低粘性的非結晶聚合物，所以當它被熔化時就在儲存槽2與閥單元1之間的熔化區域23和毛口區域24處形成密封。該熔化的塑性材料能夠向下移動和充填，並融合至甚至很小的間隙和小孔，例如儲存槽2與閥單元元件之間的毛口24，產生一高質量的氣密效果。由於並不需要如在現有的壓配方法技術中施加徑向壓力，所以能夠使用便宜的非結晶聚合物生產打火機的閥單元1和儲存槽2。
通過向下引入振動或任何其它熔化方法，例如焊接，能夠將閥單元密封連接於閥孔5。通過熔化將閥單元1完全插入閥孔5所需要的時間和能量是很短的，而且效果可以是局部再成形。這意味著涉及構件的變形或任何構件的後收縮不大可能有任何問題。
圖7和8示出了也能夠利用本發明所示的相同部件和方法組裝的可回充打火機的下部。這兩圖示出了儲存槽的至少一部分，即含有壓縮氣體26的儲存槽25的下部。在使用中，儲存槽25容納在圖3所述的至少部分儲存槽2之下。圖7示出了回充前的儲存槽25。圖8示出了氣體回充操作。底部27包括伸入儲存槽25並提供凹槽的部分28。閥組件29位於該凹槽內，以提供允許回充噴嘴31插入的可打開的小孔30。可以將回充噴嘴31連接於一氣源。閥組件29可以由閥件32組成，該閥件抵靠著一O形件33，該O形件抵靠著一球形件，例如球34，該球密封地關閉小孔30。在非回充狀態，儲存槽內的向下氣壓保持該球壓靠著O形環以進行密封。當回充噴嘴插入該閥時將球向上推，露出在O形環與球之間的一間隙，從而允許氣體進入儲存槽25。通過熔接將閥件32密封於底部的凹槽。熔接作用以通過下列方法，包括振動焊接、高頻振動、熱板焊接和微波焊接施加為較佳。較佳的是使用非結晶聚合材料。
由於本方法將便宜的非結晶材料與熔化和再成形的密封方法相結合，所以預期這方法除可用於可攜式打火機的閥之外，還可應用於其它閥。其它閥可包括流動控制閥用的回充閥。
在本說明書的整個敘述中，「包括」這詞和其變化形式，例如「包含」並不意味著排除其它的附加物、組成部分、總體或步驟。
本發明的優點儲存槽密封方法具有下列優點1.與現有技術相比較，需要的零件較少。
2.該結構製造便宜。
3.組裝時間很短。
4.在某些實施例中不需要密封環。
5.螺紋件或保持件並非必需。
6.表面缺陷並不重要。
7.密封區域的熔接和再成形能造出很有效的密封。
權利要求
1.一種通過執行下列步驟將閥組件密封至至少部分儲存槽的方法(a)至少將部分閥單元插入儲存器的至少一部分內；(b)將熔接形成作用施加於該閥單元和儲存槽；(c)至少將部分閥單元和儲存槽熔化，使該閥單元密封連接於儲存槽。
2.如權利要求1所要求的方法，其特徵在於，熔接形成作用使被熔化部分熔化和再成形在一起，以形成氣密密封。
3.如至少在權利要求2中所要求的方法，其特徵在於，儲存槽的至少一部分具有形成閥孔的部分。
4.如權利要求3所要求的方法，其特徵在於，閥單元的橫剖面尺寸大於諸部分的橫剖面尺寸。
5.如權利要求4所要求的方法，其特徵在於，通過在閥單元上施加振動力，從而將閥單元逼入與所述儲存槽的至少一部分的閥孔成為基本抵靠和再成形關係，從而形成熔接形成作用。
6.如權利要求5所要求的方法，其特徵在於，通過高頻振動裝置引起熔化和再成形。
7.一種閥單元和儲存槽組件，其包括閥單元和具有形成閥孔部分的儲存槽的至少一部分，該閥孔接納該閥單元，其中閥單元被熔化連接於形成閥孔的部分。
8.如權利要求7所要求的組件，其特徵在於，熔化連接引起閥單元和儲存槽的表面熔化和再成形在一起，以形成氣密密封。
9.如權利要求8所要求的組件，其特徵在於，儲存槽包括一氣體儲存槽。
10.如權利要求9所要求的組件，其特徵在於，氣體儲存槽具有一底部，該底部具有一凹槽，該凹槽中具有一孔。
11.如權利要求10所要求的組件，其特徵在於，一閥組件被熔化連接於該凹槽。
12.如權利要求11所要求的組件，其特徵在於，該閥組件包括閥、柔性環密封件和球形件，其中球形件可根據氣體回充噴嘴移動以密封該孔，使氣體僅能在注入期間進入。
13.如權利要求12所要求的組件，其特徵在於，閥單元包括至少一閥件、一保持件和一噴嘴，閥件配合在保持件內，噴嘴裝配在閥件內以使噴嘴的上端從保持件突出，閥件和保持件中的至少一個被熔化連接於形成閥孔的諸部分。
14.如權利要求13所要求的組件，其特徵在於，噴嘴與保持件通過偏壓裝置相互配合。
15.如權利要求14所要求的組件，其特徵在於，由非結晶聚合材料製造閥單元和所述儲存槽的至少一部分。
16.如權利要求15所要求的組件，其特徵在於，通過高頻振動裝置提供熔化。
17.如權利要求16所要求的組件，其特徵在於，通過從高頻振動裝置、超聲裝置、旋轉焊接、振動焊接、熱板和微波產生裝置中選擇的方法提供熔接。
18.如權利要求17所要求的組件，其特徵在於，在至少一熔接位置提供熔接，其中熔接引起閥單元和形成儲存槽的諸部分被加熱和熔融在一起。
19.如權利要求18所要求的組件，其特徵在於，保持件被熔化連接於形成閥孔的諸部分。
20.如權利要求18所要求的組件，其特徵在於，閥體被熔化連接於形成閥孔的諸部分。
21.如權利要求18所要求的組件，其特徵在於，閥體具有上端和在使用中的下端，其中一過濾器連接於該下端。
22.如權利要求21所要求的組件，其特徵在於，有蓋子連接於過濾器的外端。
23.如權利要求22所要求的組件，其特徵在於，噴嘴具有上端和在使用中的下端，噴嘴在該下端具有一彈性墊件。
24.一種具有如權利要求7所要求的組件的打火機。
25.一種包括儲存槽和閥的LPG氣體儲存槽組件，所使用的氣體儲存槽具有下端，在該下端有一閥凹槽，使該閥與該凹槽相互配合併允許氣體回充，其中該閥被熔化連接於閥凹槽和使它再成形。
全文摘要
本發明包括一種通過振動引起熔化和再成形使閥單元密封於儲存槽的方法。並且，本發明包括閥單元(1)和儲存槽(2)組件，該組件包括閥單元(1)和具有形成閥孔(5)的諸部分的至少部分儲存槽(2)，閥孔(5)接納閥單元(1)，其中閥單元(1)被熔化連接於形成閥孔(5)的諸部分。
文檔編號F23Q2/00GK1617996SQ02827932
公開日2005年5月18日 申請日期2002年2月8日 優先權日2002年2月8日
發明者佘德志 申請人:佘德志