專利名稱：防止流體無意間從飲用容器中流出的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及被設置為能防止諸如袋、硬紙盒和瓶子等飲用容器無意外流液體的方法和裝置。所述裝置可形成為例如飲用吸管或飲用嘴，這樣，在免除溢出的附加功能被需要的情況下，它可容易地替代通用的飲用吸管。液體的流動是由使用者提供的吸力啟動和控制的。當吸力停止時，流動也停止了，接著閥門封鎖所述通流，即使容器內部存在著過壓。
背景技術：
除了普通飲用吸管或飲用嘴以外，專利文獻還披露了一些可有效防止液體從飲用容器中自由流出的專用裝置。美國專利No.5.975.369和美國專利5.465.876提供了這種裝置的例子。這些裝置沒有自動關閉機構，因此當使用者打開和關閉所述裝置時必須執行機械運動。此外，具有自動關閉功能的裝置是公知的，但是它們具有其它不足，例如對壓力差的低耐力、相對較高的復雜性以及特殊設計容器的需要。美國專利No.5.607.073提供了這種裝置的例子。此外，即使液體受壓也能防止液體泄漏的裝置是公知的。這在挪威專利No.137258中被描述了。這類裝置為了關閉閥門而提高了液體的過壓力，因此如果液體被加壓，則該裝置不適合從中吸水。上述所有裝置的共同特征是它們提供相對高的生產成本，因此，所述裝置對一次性用品市場將是不可利用的。
發明內容
本發明的目的是為解決所述現有技術中的不足。所述目的是通過本發明下面詳細說明的特定特征獲得的。
所述目的是通過以這樣的方式形成飲用吸管或飲用嘴(下文簡稱外管)來實現的即液體不能流出或被強迫流出飲用容器直到使用者提供吸力。
所述裝置包括外管，所述外管從所述容器將液體輸送至使用者，所述外管保護內管抵抗外部物理負荷，并且在使用者提供吸力時，所述外管同時為所述裝置的相互運動的那些部分形成周圍的固定物體。所述外管也可以具有這樣的尖端所述尖端具有足夠的剛性以用來在適合的飲用容器上沖孔。
所述裝置還包括內管，它設有用來連接至外管的連接裝置。在縱向部分中，內管形成為柔性的波紋管。如果所述波紋管設有縱向螺旋圖案，那么當所述吸力被提供時，增加的壓力和旋轉可能會出現。這種圖案的設計是基于力的需要、對液體流動自由區域的需要、可得到的管子長度以及材料性質而進行選擇的，因此在波紋管內部和外部之間的可接受壓力差引起所述波紋管在長度和/或旋轉上的變化。通過使所述圖案深且窄，更有彈性的波紋管/螺旋波紋管被獲得，但同時液體流動用的自由區域被減小了。螺旋圖案33的螺距基本上確定了力和移動之間的傳動比。大螺距提供大的力，小的移動；小螺距提供相反的情形。30至60度的螺距可同時提供適當的力和足夠的移動。所述圖案可以充分變化，并且不同旋轉方向和圖案可組合在同一個管中，以獲得所需的功能。在一些情況下，只需要將所述移動離析成垂直移動。這可通過合并具有相反旋向圖案的波紋管的兩個或更多區域來實現，或利用設有環狀凹陷的波紋管來實現。后一解決方案提供了很小的過剩力，但提供相對于波紋管整個長度的大的偏轉。同樣可以通過合并例如螺旋圖案和具有至少一個環狀凹陷的波紋管圖案來分解旋轉力，其中該波紋管部分吸收垂直運動，因為它的垂直剛度小，同時該波紋管部分有效地傳遞旋轉力。所述運動被傳到內管端部處的部分，其中所述內管設置用作閥，并且相對于外管移動以便打開和關閉。
例如，所述閥門機構可通過這樣來制成在波紋管以下將形成波紋管的所述管延續一段距離，并且利用它作為靠著外管進行密封的閥門頭，在外管上設置一個或更多個通孔，其中以這種方式設置所述通孔，即閥門頭關閉流體流，直到所述運動使它充分向上移置，以使外管中的孔不再被內管堵塞。
作為替換，所述閥門可通過在生產過程中預變形跟隨波紋管的部分來形成，其中所述部分以這樣的方式跟隨波紋管所述閥門通常關閉，并且從波紋管通過吸力傳遞的運動引起所述閥門的打開(見圖9a，9b，10a和10b)。變形式閥門也必須在下端處連接至外管。
在一些情況下，變形閥門需要旋轉和縱向兩個運動以進行最優運作。接著需要以防止在連接點處的旋轉、以及靠著外管的充分密封被維持的方式將內管的頂部和底部鎖至外管。所述鎖定可發生在分離的凹槽中，從而密封和鎖定可被相互獨立地最優化。此外，傾斜的輔助槽或漏斗型凹槽可設在一個或兩部分上，用來在配合時調整閥門的扭曲。
制作閥門的另一方法是引入密封相同管端部的額外部分，其中由所述相同管形成波紋管，同時所述額外部分在功能上作為靠著內部閥門的閥門件的滑動密封件(見圖12的例子)。
變形式或后一類型的閥門可自由地設置在容器中的液位之上或之下，因為它不需要從管子側壁吸液體。此外，它可以不需要關閉管子的下端，以形成在一些情況下優選的功能閥門。
當不使用所述裝置時，波紋管將經受在兩側上的相等的壓力，并且沒有力會引發波紋管的旋轉和/或縱向變化。因此，即使在與所述閥門部分連接的飲用容器中形成過壓，所述閥門部分也保持它的關閉位置。
在一些情況下，制成波紋管的管子被有利地在外部涂上一層與內部不同的塑料材料。例如，外部的塑料材料可以是聚丙烯，這樣通過將管子焊接至可能成為飲用容器(例如袋)的一部分的外管上來固定所述管子。在其它情況下，在所述管子的內部相應使用更柔軟型的塑料，從而可以實現更好的管變形密封。這些屬性的組合也是適合的，從而所述管子可被焊接，并同時保持能確保充分密封的柔軟內部。
在本發明的大多數實施例中，至少一個出口被方便地設置在外管中，以保證波紋管和外管之間的空間總是暴露在完全大氣壓下。相同的孔也可為使用者設置得十分小，以在打開和關閉時經歷在所述機構響應時間上的一定延遲。這種改進可阻抑在使用時可能產生的任何振動。其它特殊改進也是適當的，例如在內外管之間形成一個或更多有形狀的密封表面。此外，在一些實例中，所述波紋管有益地設有一個或多個更小的通孔，以從外管和波紋管之間的區域排放液體。
所述裝置的另一個重要細節是空氣入口，它可代替容器中消耗的液體體積，并且允許容器保持它的物理形狀(硬紙盒、瓶子和類似的剛性容器)。前面提到的用于打開和關閉的時間延遲可允許空氣進入容器，從而保證所述容器保持它的形狀。另一個方法在于提供一個或多個單向閥門，使空氣到達放置于容器內部的外管的一部分的外部。例如，在使用時保證所述裝置不變松的一個或更多個倒鉤被切成允許它們作為單向閥門進行操作的樣式。作為替換地是，外管的尖端可被制成單向閥門，只在容器外部過壓時打開。這些改進將在附圖中被詳細地解釋。
當被使用或暴露于容器的過壓中時，防止飲用吸管/飲用嘴變松的改進的連接機構是通過提供具有限位凸緣的外管來實現的，所述限位凸緣通過一個或多個關聯的倒鉤保證飲用吸管/飲用嘴的正確應用。此外，可以將外管制成帽蓋的一部分，或在外管上設置螺紋或其它固定機構，從而它可被應用在具有標準化或特定連接器的瓶子或類似容器上。
當使用變形閥門時，將所有或部分內管裝入飲用容器本身中是可能的，例如作為袋的部分(見圖15)，或在單獨的袋或剛性殼中，其中內管端部是這樣一種延伸，即它們可被用作飲用吸管(見圖16a、16b)。
在批量生產中，所述飲用吸管/飲用嘴以與現有飲用吸管/飲用嘴相同的方式被包裝、處理和應用。
在下文中，優選實施例的幾個非限定性例子將被描述，它們被附圖顯示出來，其中圖1顯示了本發明所述裝置的優選實施例，該裝置具有設置在其上的飲用吸管；圖2顯示了連接裝置的一部分和相同裝置的細節；圖3a顯示了設置在其關閉位置中的優選閥門的部分；圖3b顯示了設置在其打開位置中的相同閥門；圖4顯示了本發明所述裝置的另一個實施例；圖5、6、7和8顯示了結合入所述裝置中的波紋管的不同實施例；圖9a、9b、10a、10b、11a、11b、12a、12b顯示了結合入所述裝置中的閥門的不同實施例；圖13和圖14顯示了所述裝置操作和方法的原理示意圖；圖15、16a和16b顯示了裝置外管的可選擇的實施例；以及圖17a和17b顯示了裝置外管的另一個實施例。
具體實施例方式
圖1顯示了優選實施例，其中外管1設有內管29。所述管29部分形成為具有螺旋圖案33的波紋管4。利用波紋管4，當管29內側22上的壓力P2變得小于管29外側13上的壓力P1時，管29可縱向縮小。在它的下端B處，管29以閥門頭26終止，參看圖3a。利用它的形狀，在其他物體中閥門頭26功能上作為靠著管1內側21的密封件，而且與閥門開口36a、36b一起作為閥門70。
在它的關閉位置中，即使相關飲用容器內的液體壓力P3超過大氣壓P1，所述閥門70也將被密封。
當裝配外管1和其內管29時，在管29的上端A處的連接凹槽38將與外管1的互補型凹槽37接合。因此，管29被壓力密封地連接至外管1的內部。在已經將所述部分一起裝配在相互固定的位置中之后，凹槽37、38可以通過加熱而被形成。
在外管1的下端處，管1被擠壓在一起形成不漏水的剛性尖頭35，用來刺破例如飲用容器。外管1也設有環39，其目的是穩定將端部35擠壓在一起時所產生的折疊區域。此外，該裝置設有保證正確應用的限位凸緣31和四個倒鉤32a、32b、32c、32d，在受過壓影響時它們防止所述裝置受迫從容器中出來。在倒鉤32a、32b、32c、32d中的一個中，裂口2被切出以形成單向的和連續的進入飲用容器61中的空氣進口機構。外管1設置有出口20，它通過裂口2傳送大氣壓力P1至管29的外側13和飲用容器61的內側。
另外，外管1形成有柔性接頭30，使得包裝時外管1的縱向部分5被折疊平行于外管1的剩余段。
圖2顯示了圖1所示的被插入飲用容器61之后的裝置的一部分。
圖3a顯示了與圖1所示裝置相似的裝置的一部分，但具有閥門部分70，在其中閥門頭26設有墊圈41a、41b和41c，它們保持閥門頭26、外管1、以及外管1和內管29之間的壓力區P1之間的適當密封。
圖3b顯示了與圖3a相同的閥門，但處于打開位置。
圖4顯示了所述裝置的另一個實施例，其中僅外管1的下端被插入容器61，并且其中在外管1形成為飲用嘴。所述波紋管4較短，并且閥門部分70已經被移動至更接近限位凸緣31和倒鉤32a、32b、32c、32d。另外，所述閥門與圖3所示的閥門結構相同。
圖5顯示了從橫截面上看最初具有橢圓外形71的螺旋波紋管4。當內側22上的壓力相對于外側13上的壓力降低時，橢圓外形71被壓縮，從而改變了波紋管4的形狀、長度和扭轉角，這些均歸因于它的圖案33。
圖6顯示了另一個螺旋波紋管4，從橫截面上看，它有兩個球狀外形72a和72b，它們形成了圖案33的基礎。
圖7顯示了另一個螺旋波紋管4，從橫截面上看，它有圓形外形73，所述圓形外形73被延伸入所述管77的兩個沿直徑方向設置的V型凹槽75a、75b斷開。
圖8顯示了另一個螺旋波紋管4，從橫截面上看，它有圓形外形73，所述圓形外形73被從所述管77向外延伸的兩個沿直徑方向設置的V型凹槽76a、76b斷開。
圖9a顯示了圖1所示的裝置的一部分，但設有另一類型的閥門70’。這種變形閥門70’通過響應在生產過程中被折疊和皺起的預型條紋44a、44b、44c、44d、接著通過將凹槽46鎖定在外部帽蓋的相對凹槽45中而進行操作。這里，凹槽45和46被制造成有些微波狀，以避免外管1的凹槽和內管29的凹槽之間的相對旋轉。波紋管4的旋轉和收縮使得閥門70’打開。當負壓力消失時，波紋管4的剛度將保證閥門70’向相反方向旋轉，并且閥門70’被再一次壓回入它的關閉位置。箭頭指示了流動的方向。
圖9b顯示了與圖9a所示裝置相同的裝置，但處于關閉的位置。
與圖9所示裝置相類似，圖10a顯示了變形閥門，但其中在使用者向波紋管4供應負壓力時，僅波紋管4的垂直運動被用來打開壓縮區域80a和80b。內管29的下部被焊接、熔合或膠合至外管1其在表面45’和46’處。
圖10b顯示了圖10a所示的裝置，但是處于打開狀態。箭頭指示了向下游的流動方向。
圖11a顯示了圖1所示的裝置的一部分，但設有另一個類型的閥門。這里，螺旋波紋管4引起的縱向縮短和旋轉用來利用使用者提供的盡可能低的最低吸力實現完全打開。閥門頭26的端部47被傾斜切開，這樣與僅利用閥門頭26的垂直運動的閥門相比，旋轉將導致實際開口的增大。
圖11b顯示了圖11a所示的裝置，但處于打開的狀態。箭頭指示流動方向。
圖12a顯示了圖1所示裝置的一部分，但設有另一類型的閥門。這里，閥門頭26具有縮小的直徑以容納被裝配的閥門對應部分50，它具有用來允許液體向上流動至閥門頭26的直通通道51。此外，閥門對應部分50設有靠著閥門頭26密封的密封面52。凹槽55和56在適當的位置處閥門部分50鎖定在外管1中。
圖12b顯示圖12a所示的裝置，但是處于打開的狀態。箭頭指示了液體的向下游的流動。
圖13顯示了與所述方法對應的原理圖，其中波紋管的外側13(大氣壓力，P1)和波紋管的內側22(吸力產生的負壓力，P2)之間的壓力差引起相對于外管1的運動。該運動被用來打開閥門70，否則閥門70將保持關閉，甚至在相關容器61中的過壓P3下。在其他條件下，當使用者擠壓飲用容器61時，或如果飲用容器61被留在其液位高于所述裝置的液位的水平位置，則過壓P3可升高。
圖14顯示了圖13的一部分，其中閥門70處于它的打開狀態。
圖15顯示了本裝置的另一個實施例。這里，飲用容器61是袋。例子中使用的閥門類型大致上類似圖10a和10b中的閥門。波紋管4是管95形成的真空，它通過焊接或膠合固定在袋的表面94a和94b處。袋的剩余部分被沿著邊緣93焊接或膠合在一起。膜(membrane)4和閥門70’以相同的方式裝入容器61的隔離部分。所述裝置設有出口20，引導空氣進入波紋管4，從而提供大氣壓力至波紋管4的外部13。為了使集成的內管29的頂部免受灰塵和細菌，所述袋61設有保護部分92，在使用前所述保護部分92被拔掉。
圖16a顯示了本發明的選擇性實施例，在其中外管1是由真空形成的塑料薄片組成的，接著沿整個表面93被固定地焊接或膠合在一起，并且被固定地焊接或膠合至管29的表面94a和94b。外殼圍繞、固定和保護波紋管4和閥門70’。管29在傾斜切割的邊緣96中終止以方便內管29插入飲用容器61。這里，變形閥門70’以關閉的狀態顯示。
圖16b顯示了圖16a的實施例，但處于打開的狀態。箭頭指示液體的流動方向。
圖17a顯示了與本發明相應的裝置的另一個選擇性實施例，其中外管1形成為帽蓋。波紋管4和閥門座53是相對應的類型，并提供與圖12a和12b顯示的裝置相同的功能。為了保證充足的空氣供應至容器61，帽蓋1設有允許空氣連續進入的裝置，所述裝置包括一個或更多個凹槽100a、100b以及具有內圓形開口104的墊圈101，在墊圈內部106的壓力等于或高于墊圈外部105上的壓力時，內圓形開口104提供靠著內圓形表面102的密封。墊圈101也作為普通的墊圈，用來在帽蓋1和容器61之間進行密封。當容器61的壓力(它也作用在內墊圈表面106上)低于大氣壓(它也作用在外墊圈表面105上)時，墊圈101將向下伸縮，導致表面102和104不能相互密封。在使用者吸取容納物時，周圍空氣將被允許進入容器61中，從而避免吸取停止，以讓空氣進入容器61。箭頭顯示了液體流動方向和空氣通過凹槽100a的進入。
圖17b顯示了圖17a的裝置，但從上面看。
權利要求
1.一種防止流體無意間從飲用容器中流出的方法，其特征在于內管(29)設有圖案(33)，所述圖案(33)允許所述內管(29)在內部負壓力(P2)供應時改變它的形狀，所述內管(29)以閥門頭(26)終止，所述內管(29)在一端(A)固定至外帽蓋(1)，內管(29)的另一端被用作閥門頭(26)，它阻塞外管(1)的至少一個開口(36)，直到使用者提供充足的負壓力(P2)。
2.一種防止流體無意間從飲用容器中流出的方法，其特征在于內管(29)設有圖案(33)，所述圖案允許所述內管(29)在內部負壓力(P2)供應時改變它的形狀，所述內管(29)以變形閥門(70’)終止，所述內管(29)在兩端(A和B)處固定至外帽蓋(1)，變形閥門(70’)保持關閉(9b，10a)，直到使用者提供充足的負壓力(P2)。
3.一種防止流體無意間從飲用容器(61)中流出的裝置，該裝置包括外管(1)和內管(29)，并且所述裝置被提供給飲用容器(61)，其特征在于內管(29)的一個端部被固接在外管(1)上，其中內管(29)相對外管(1)被設置成可移動的，其中內管(29)在它的可移動區域內設有至少一個閥門頭(26)，然而外管(1)設有至少一個開(36a，36b)，其中至少一個閥門頭(26)相對所述開口(36a，36b)的移動打開或關閉來自飲用容器(61)的流體的通流，所述內管(29)中的負壓力打開使液體通流，否則內管(29)對通流是關閉的。
4.一種防止流體無意間從飲用容器(61)中流出的裝置，該裝置包括外管(1)和內管(29)，并且所述裝置被提供給飲用容器(61)，其特征在于內管(29)的兩端部被固接在外管(1)上，其中內管(29)相對外管(1)被設置成可移動的，其中內管(29)在它的可移動區域內設有至少一個變形閥門(70’)，其中波紋管(4)的自由端相對于所述閥門(70’)的被固定端的移動打開或關閉來自飲用容器(61)的液體的通流，所述內管(29)中的負壓力打開變形閥門(70’)使液體通流，否則所述變形閥門(70’)對通流是關閉的。
5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于所述閥門(70’)利用波紋管(4)的軸向和旋轉兩個運動。
6.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于所述外管(1)設有至少一個倒鉤(32)。
7.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于所述外管(1)設有至少一個孔(20)，所述孔在液體(60)的消耗過程中允許空氣進入飲用容器(61)。
8.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于所述外管(1)形成帽蓋的一部分，或設有螺紋(11)或用來與飲用容器(61)連接的其它固定裝置。
9.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于所述波紋管(4)具有形成在內管(29)中的至少一類凹陷(33)，并且至少一個凹陷(33)形成螺旋狀，它具有至少旋轉方向和至少一個螺距。
10.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于所述外管(1)是由飲用容器(61)的一部分形成的。
11.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于在使用該裝置后，所述至少一個閥門(70，70’)位于飲用容器(61)的內部。
12.根據權利要求3和4所述的裝置，其特征在于在外側(13)熱焊接至其它表面之前，所述內管(29)被涂上至少一層塑料材料外層。
13.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述外管(1)是由連至其自身上或相互之間連接、以及連接至所述內管(29)上的塑料薄片形成的。
14.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述內管(29)被涂上至少一層塑料材料內層，以保持變形閥門(70’)的適當密封。
15.一種用來提供空氣至飲用容器(61)的連續進口的裝置，該裝置包括設有密封表面(102)的外管(1)和至少一個供空氣流動的凹槽(100)，以及具有孔(104)的墊圈(101)，其特征在于至少一個凹槽(100)被設置在外管(1)的表面中以靠著墊圈(101)進行，由此空氣可從外管(1)的外側被吸取，所述空氣可被向前帶至密封表面(102)，因此允許外壓力(P1)向墊圈外部(105)施加壓力，這從而打開了閥門區域(102、104)，以在容器(61)中存在充足的負壓力時，通過至少一個凹槽(100)從所述裝置外部吸入空氣。
全文摘要
一種防止液體無意間從飲用容器中流出的方法和裝置通過這樣被實現將設有波紋管(4)的內管(29)固定在外管(1)中，并終止作為閥門(70，70’)的內管(29)的一端，由此使用者的吸力通過波紋管(4)提供壓力差，使波紋管(4)用足以打開閥門的壓力移動閥門(70，70’)。當吸力停止時，閥門(70，70’)關閉，并且甚至在飲用容器(61)中的液體被施加壓力(P3)時，它仍保持關閉。
文檔編號B65D77/24GK1604749SQ02825078
公開日2005年4月6日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月5日
發明者謝蒂爾·內斯杰 申請人:智封私人有限責任公司