專利名稱：具有撓性管接件的一體式耐壓流體容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防改裝裝置(tamper-resistant device),具體地，涉及還可為 基本上流體密封的防改裝裝置。
背景技術(shù)：
目前，許多市區(qū)使用公用設(shè)施測量儀表(utility meter)確定公用設(shè)施的消 耗。這些儀表如水表包括判定耗水量的計數(shù)器。定期讀取該計數(shù)器，由當(dāng) 前讀數(shù)和先前讀數(shù)之差決定耗水量。然后根據(jù)耗水量確定消費者將要承擔(dān) 的費用。由于個人的水費單與耗水量成正比，因而刺激一些人改裝水表篡 改讀數(shù)來降低其水費單的金額。
因此，許多水表包括能夠判斷儀表是否被改裝的設(shè)計，這是因為制造 所述儀表的標(biāo)準(zhǔn)件不具有防改裝特性。盡管可使用搭鎖密封蓋(snap-tight Ud)、螺絲和/或壓入配合蓋形成所述儀表，但它們對降低改裝風(fēng)險沒有幫助。 因此，在現(xiàn)有的各種解決方案中，通過螺絲刀或類似工具卸除螺絲或強行 打開搭鎖密封蓋，仍能夠?qū)⑸w體從水表上卸下。
另外，許多流體裝置如水表存在滲漏的問題。此外，由于裝置的制造 方式，在不同部件之間仍存在開口和/或連接空隙。盡管嘗試了現(xiàn)有的解決 方案，但這些解決方案如O型環(huán)、墊圏等仍存在許多這類部件由隨時間劣 化的材料制成的問題。因而，這些部件必須定期更換，從而造成停工并增 加維護費用。
近來，先前由金屬材料制造的許多裝置現(xiàn)由塑性材料制造。盡管塑性 材料賦予許多超越金屬材料的優(yōu)點，例如裝置制造過程中提高的精確度、 較低的成本和/或流體裝置較大的制造設(shè)計度，但這些塑性材料在許多情況下較容易由于過大的壓力而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供具有下述一種或多種特征的流體裝置來解決現(xiàn)有技術(shù) 中的相關(guān)問題，所述特征選自防改裝、基本流體密封、和/或能夠消除用于 形成流體裝置的各種部件的應(yīng)力。本發(fā)明利用低壓注入系統(tǒng)使用注入材料 實現(xiàn)所述特征中的 一種或多種，所述注入材料能夠基本填滿流體裝置中的 連接空隙?？赏ㄟ^使用這種注入材料和低壓注入系統(tǒng)，將注入材料注入到 流體裝置的連接空隙中。從而，在注入材料硬化之后，注入材料提供賦予
一種或多種所述優(yōu)勢的機械屏障(mechanical barrier)。
因而， 一方面，本發(fā)明提供流體裝置，該流體裝置包括外殼、連接在 外殼上的蓋體、通向外殼的入口連接件和離開外殼的出口連接件；其中該 流體裝置包括位于外殼和蓋體之間、入口連接件和外殼之間、或出口連接 件和外殼之間的至少一個連接空隙，并且其中注入材料基本填滿位于外殼 和蓋體之間、入口連接件和外殼之間、出口連接件和外殼之間或它們的組 合中的至少一個連接空隙。
另一方面，本發(fā)明提供流體裝置，該流體裝置包括外殼、通向外殼的 入口連接件和離開外殼的出口連接件；其中該流體裝置包括位于入口連接
件和外殼之間或者出口連接件和外殼之間的至少一個連接空隙，并且其中 注入材料基本填滿位于入口連接件和外殼之間或者出口連接件和外殼之間
或者所述兩者中的至少一個連接空隙。
再一方面，本發(fā)明提供形成流體裝置的方法，該方法包括下述步驟 將流體裝置放入低壓注入系統(tǒng)，其中該流體裝置包括外殼、通向外殼的入 口連接件和離開外殼的出口連接件，其中該流體裝置包括位于入口連接件 和外殼之間或者出口連接件和外殼之間的至少 一個連接空隙；將注入材料 注入位于入口連接件和外殼之間或出口連接件和外殼之間的至少 一 個連接 空隙，以使注入材料基本填滿位于入口連接件和外殼之間或出口連接件和 外殼之間或者所述兩者中的至少 一個連接空隙。
附圖概述


圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的水表的透視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的水表的截面圖。
具體實施例方式
在以下說明和實施例中對本發(fā)明進行更具體地描述，所述實施例僅僅 是示例性的，各種改進和改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。如說 明書和權(quán)利要求書中所用，單數(shù)形式"一個"、"一種"可包括復(fù)數(shù)對象， 除非文中另外明確規(guī)定。此外，如說明書和權(quán)利要求書中所用，術(shù)語"包 括"可包括"由……組成"和"基本由……組成"。此外，本文披露的所有 范圍均包括端點并且可獨立組合。
如本文所用，可使用近似的表述修飾任意定量表達，允許定量表達在 不改變其所涉及的基本功能的情況下改變。因而，在一些情況下，由一個 或多個術(shù)語例如"約"和"基本上"修飾的值不限于所規(guī)定的精確值。至 少在一些情況下，近似的表述可相應(yīng)于測量數(shù)值所用儀器的精度。
本發(fā)明提供流體裝置及其制造方法，其中該流體裝置與現(xiàn)有技術(shù)的裝 置相比提供一種或多種優(yōu)勢。這些優(yōu)勢可包括但不限于防改裝、基本流體 密封、和/或較大程度地消除流體裝置的一個或多個部件的應(yīng)力。
所述流體裝置及其制造方法通過使用注入流體裝置中一個或多個連接 空隙的注入材料實現(xiàn)所述優(yōu)勢中的一種或多種。如本申請所用，術(shù)語"連 接空隙"是指兩個或更多部件之間的開口或空隙。例如，在蓋體連接在外 殼上的實施方案中，在將蓋體連接上之后，在蓋體的內(nèi)部和外殼的外部之 間通常存在空隙。在本發(fā)明中將該空隙定義為連接空隙。通常，裝置中的 "連接空隙"為任意兩個或更多部件之間通常未被其它材料或元件占據(jù)的 任意開口或空隙。
所述注入材料基本填滿一個或多個連接空隙并隨后硬化。在注入材料 硬化之后，該注入材料為流體裝置的不同部件之間提供更大的接觸。因而， 例如當(dāng)注入材料注入流體裝置的外殼和蓋體之間時，注入材料形成基本防 止蓋體從外殼上卸下的機械鎖扣，以使所得流體裝置更好地防改裝。
在替換性實施方案中，可將注入材料注入流體從中流過的那些部件之 間的連接空隙。例如，許多流體裝置包括入口連接件和出口連接件。在入 口連接件和/或出口連接件連接在外殼上的情況下，形成流體能夠從中漏出 的連接空隙。將注入材料注入這些連接間隙， 一旦注入材料硬化，除經(jīng)由裝置出口連接件排出以外，基本上避免流體從裝置中排出，從而使流體裝 置基本上流體密封。
在另一替換性實施方案中，可將注入材料注入一個或多個連接空隙， 以助于消除所選部件的應(yīng)力，特別是在部件由塑性材料制成的實施方案中， 條件是注入材料的模數(shù)比其間注入該注入材料的部件的構(gòu)成材料的模數(shù) 小。這對于一定的自由移動具有益處的連接部件尤為重要，因為在將流體 裝置裝配在沒有正確對準(zhǔn)的管件上時，這些部件上的應(yīng)力可能導(dǎo)致部件破 裂或壓碎。將注入材料注入一個或多個將經(jīng)受應(yīng)力的連接空隙，注入材料 可通過允許這些部件隨應(yīng)力稍稍移動來消除應(yīng)力，同時保持裝置的完整性 和/或保持基本流體密封。
因而，本發(fā)明使用注入材料，該注入材料能夠填充流體裝置中的一個 或多個連接空隙，從而賦予最終的流體裝置所述方面中的一個或多個方面。 由于在流體裝置形成之后添加注入材料，因而對注入材料進行選擇，以使 注入材料注入流體裝置不會對該流體裝置造成破壞。在一種實施方案中， 使用低壓注入系統(tǒng)注入注入材料。如本申請所用，"低壓系統(tǒng)"是指在比裝 置能夠耐受的壓力低的壓力下工作的注入系統(tǒng)。例如，如果裝置設(shè)計為在
失效前耐受60 bar的工作壓力，則施用注入材料的系統(tǒng)的壓力不應(yīng)大于該 壓力。因此，注入系統(tǒng)的壓力可由組件設(shè)計和成本決定，組件設(shè)計和成本 可根據(jù)將要制造的裝置進行調(diào)整。在替換性實施方案中，如果注入材料的 注入需要耐受較高的壓力，則可將裝置設(shè)計為耐受該較高的壓力，以使低 壓注入系統(tǒng)仍在比最終裝置能夠耐受的壓力低的壓力下工作。在該系統(tǒng)中， 流體裝置放在該低壓注入系統(tǒng)中并加入注入材料。低壓注入器將注入材料 壓入流體裝置中選定的連接空隙，從而使注入材料進入并填滿或基本填滿 選定的連接空隙。然后，在從低壓注入器中取出后，注入材料硬化，從而 與其間注入了該注入材料的部件機械連接。如前所述，根據(jù)注入材料所注 入的連接空隙，該機械連接有助于賦予流體裝置防改裝和/或流體密封特性。 因而，本發(fā)明使用的注入材料是能夠使用低壓注入系統(tǒng)注入并基本填 滿流體裝置內(nèi)的連接空隙的任意材料。根據(jù)制成的流體裝置的選定特性， 注入材料可為低模量材料或高模量材料。對于更好地防改裝和/或流體密封 而言，模量較高的材料可提供一些額外的優(yōu)勢，而對于消除應(yīng)力而言，模 量較低的材料可提供一些額外的優(yōu)勢。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，能夠使用低壓注入系統(tǒng)注入并基本填滿流體裝置內(nèi) 一個或多個連接空隙的任意注入材 料可提供這些優(yōu)勢中的一種或多種。通常，對注入材料進行選擇，以使該 注入材料能夠至少發(fā)揮一定的密封作用，這種作用可根據(jù)流體裝置的要求 而變化，并使該注入材料可在壓力較低的處理中使用，以防止注入材料注 入過程中流體裝置塌落。此外，在一些實施方案中，注入材料為熱塑性是 有利的，這是因為注入材料可在不加熱的情況下硬化，而加熱可破壞流體 裝置的其它部件。
可用于本發(fā)明的注入材料的實例包括但不限于熱塑性彈性體(TPE)、熱 塑性聚氨酉旨(TPU)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物彈性體(SEBS)或它們的 組合。有機硅材料也可用于流體裝置能夠受熱的實施方案，這是因為可利 用熱量使有機硅材料硬化。然而，對于由塑性材料制成的流體裝置，有機 硅的使用受限于用于制造該裝置中的部件的塑性材料的熱撓曲溫度(HDT)。 例如，如果有機硅的固化僅僅需要150°C并且周圍部件的HDT為180°C， 則可使用有機硅。然而，如果一個或多個部件的HDT例如為120。C，則該 部件在有機硅固化過程中將熔化，從而將使用替換性材料作為注入材料。
如上所述，本發(fā)明中使用的注入材料可用于任意流體裝置。然而，在 一些實施方案中，流體裝置由塑性材料例如熱塑性材料或熱固性材料制成。 可用于制造本發(fā)明的流體裝置的塑性材料的實例包括但不限于丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚-灰酸酯(可購自General Electric Company的 LEXAN⑧和LEXAN⑧EXL樹脂)、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、 丙烯酸類-苯乙烯-丙烯腈(ASA)共聚物、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯 乙烯(AES)共聚物、亞苯醚樹脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚 苯醚/聚酰胺共混物(General Electric Company的NORYL 、 GTX⑧樹脂)、聚 碳酸酯/PET/PBT共混物、聚對苯二曱酸丁二醇酯和抗沖改性劑(可購自 General Electric Company的XENOY⑧樹脂)、聚酰胺、亞苯硫醚樹脂、聚氯 乙烯PVC、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和熱塑性烯 烴(TPO)、聚乙蹄和纖維復(fù)合材料、聚丙烯和纖維復(fù)合材料如可購自AZDEL， Inc.的AZDEL Superlite 片、玻璃和/或碳纖維增強樹脂材料、或包括所述 材料中 一種或多種的組合。
可通過使用低壓注入系統(tǒng)將非液體注入材料注入一個或多個連接空 隙，來制造本發(fā)明的流體裝置。因而，根據(jù)連接空隙的大小、所用注入材料的種類和/或被填充連接空隙的選擇度，本發(fā)明的流體裝置還可包括防止 注入材料在其硬化之前離開連接空隙的機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的以下詳細說明和附圖，將更容易理解本 發(fā)明的前述和其它特征，在附圖中，相同的標(biāo)記表示相同的要素。
參考附圖，圖1和圖2提供根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的流體裝置的實施方案。
在這些附圖中，示出了水表100。更具體地，如圖2所示，水表100包括外 殼105和利用搭鎖緊密連接機構(gòu)115連接在外殼上的蓋體110。如圖2所示， 蓋體110與外殼105的連接在外殼105和蓋體110的外圍之間造成連接空P承.: 120。
水表100還包括入口連接件125和出口連接件130。入口連4妄件125和 出口連接件130可以任意方式連接，但入口連接件125和/或出口連接件130 與外殼105的連接在入口連接件125和外殼105之間以及出口連接件130 和外殼之間造成一個或多個連接空隙135、 140。
由于存在這些連^"空隙120、 135、 140,隨后^f吏用^f氐壓注入系統(tǒng)將注入 材料145注入這些連4妻空隙120、 135、 140中的一個或多個，以基本填滿 連接空隙120、 135、 140中的一個或多個連接空隙。盡管圖1和圖2示出 了三個均基本填滿注入材料145的連接空隙120、 135、 140,但應(yīng)當(dāng)理解的 是，在其它實施方案中，連接空隙120、 135、 140中可僅有一個或兩個填 充有注入材料145。
因而，由圖可知，注入材料145基本填滿連接空隙120、 135、 140中 的一個或多個，從而基本避免了水通過任意連接空隙120、 135、 140從水 表100中排出。此外，根據(jù)所使用的注入材料145,在連接空隙120中的注 入材料145硬化之后，該注入材料形成機械鎖扣，使得蓋體110和外殼105 固定連接，從而使水表IOO基本防改裝。最后，根據(jù)所使用的注入材料145，: 如果該材料145為低模量材料，那么在該注入材料處于連接空隙135和/或 140中時能夠消除入口連接件125和外殼105之間以及出口連接件130和外 殼105之間的應(yīng)力。
盡管這些實施方案使用具有蓋體的外殼，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在替換性 實施方案中，外殼可以是一體式封閉外殼，使得注入材料注入入口和外殼 之間和/或出口和外殼之間的連接空隙之一。
此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管本說明書和實施例列舉水表作為流體裝置，但本發(fā)明的構(gòu)思可用于任意流體裝置，例如氣體和液體裝置。由于本發(fā)明 使用的注入材料能夠形成機械屏障，因而，根據(jù)所使用的注入材料，該屏' 障也能夠防止氣體從中通過。
此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的構(gòu)思可用于能夠利用本發(fā)明的一個或 多個優(yōu)勢的任意應(yīng)用。例如，本發(fā)明的防改裝方面可用于需要在兩個或更 多部件之間形成固定連接以防止一個部件從另一部件上卸下的任意應(yīng)用。
例如，存在多種使用粘性材料將兩個部件彼此固定的制品。然而，本發(fā)明: 的構(gòu)思可使用注入材料而不是粘結(jié)劑。除提供更好的防改裝特性以外，在 注入材料硬化后，該材料還能夠有助于使裝置基本流體密封，而粘結(jié)劑不 能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能。
本說明書使用實施例披露本發(fā)明，包括優(yōu)選實施方式，還能夠使本領(lǐng) 域技術(shù)人員作出并利用本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求限定，并可 包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可作出的其它實施例。如果其它實施例具有與權(quán)利要 求的文字表述沒有差異的結(jié)構(gòu)要素，或者包括與權(quán)利要求的文字表述沒有 實質(zhì)性差異的等同結(jié)構(gòu)要素，則所述其它實施例落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。 在此引入本文提及的全部引文作為參考。
權(quán)利要求
1. 一種改進的流體裝置，包括外殼；連接在所述外殼上的蓋體；通向所述外殼的入口連接件；和離開所述外殼的出口連接件；其中所述流體裝置包括位于所述外殼和所述蓋體之間、所述入口連接件和所述外殼之間、或所述出口連接件和所述外殼之間的至少一個連接空隙，并且其中注入材料基本填滿位于所述外殼和所述蓋體之間、所述入口連接件和所述外殼之間、所述出口連接件和所述外殼之間或它們的組合的至少一個連接空隙。
2. 權(quán)利要求l的流體裝置，其中所述注入材料選自熱塑性彈性體、熱 塑性聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物彈性體或它們的組合。
3. 權(quán)利要求l的流體裝置，其中所述外殼、蓋體、入口連接件和出口 連接件中的至少一種由選自下列中的材料制造丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸類-苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯共聚物、亞 苯醚樹脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺共混物、 聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚對苯二甲酸丁二醇酯和抗沖改性劑、聚酰胺、 亞苯硫醚樹脂、聚氯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和 熱塑性烯烴、聚乙烯和纖維復(fù)合材料、聚丙烯和纖維復(fù)合材料、或包括所 述材料中至少一種的組合。
4. 一種改進的流體裝置，包括 外殼；通向所述外殼的入口連接件；和 離開所述外殼的出口連接件；其中所述流體裝置包括位于所述入口連接件和所述外殼之間或所述出 口連接件和外殼之間的至少一個連接空隙，并且其中注入材料基本填滿位 于所述注入連接件和所述外殼之間或所述出口連接件和所述外殼之間或者 所述兩者的至少 一個連接空隙。
5. 權(quán)利要求4的流體裝置，其中所述注入材料選自熱塑性彈性體、熱 塑性聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物彈性體或它們的組合。
6. 權(quán)利要求4的流體裝置，其中所述外殼、蓋體、入口連接件和出口 連接件中的至少一種由選自下列中的材料制造丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸類-苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯共聚物、亞 苯醚樹脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺共混物、 聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚對苯二曱酸丁二醇酯和抗沖改性劑、聚酰胺、 亞苯硫醚樹脂、聚氯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和 熱塑性烯烴、聚乙烯和纖維復(fù)合材料、聚丙烯和纖維復(fù)合材料、或包括所 述材料中至少一種的組合。
7. —種制造流體裝置的方法，包括下述步驟將流體裝置放入低壓注入系統(tǒng)，其中所述流體裝置包括外殼、通向所 述外殼的入口連接件和離開所述外殼的出口連接件；其中所述流體裝置包 括位于所述入口連接件和所述外殼之間或者所述出口連接件和所述外殼之 間的至少一個連接空隙；和 ；將注入材料注入位于所述入口連接件和所述外殼之間或者所述出口連 接件和所述外殼之間的至少 一個連接空隙，以使所述注入材料基本填滿位 于所述入口連接件和所述外殼之間或所述出口連接件和所述外殼之間或者 所述兩者的至少一個連接空隙。
8，權(quán)利要求l的方法，其中所述注入材料選自熱塑性彈性體、熱塑性 聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物彈性體或它們的組合。
9.權(quán)利要求l的方法，其中所述外殼、蓋體、入口連接件和出口連接 件中的至少一種由選自下列中的材料制造丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共 聚物、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸類-苯 乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯共聚物、亞苯 醚樹脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺共混物、聚: 碳酸酯/PET/PBT共混物、聚對苯二曱酸丁二醇酯和抗沖改性劑、聚酰胺、 亞苯硫醚樹脂、聚氯乙蹄、高抗沖聚苯乙烯、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和 熱塑性烯烴、聚乙烯和纖維復(fù)合材料、聚丙烯和纖維復(fù)合材料、或包括所 述材料中至少一種的組合。
10.權(quán)利要求7的方法，其中所述流體裝置還包括連接在所述外殼上的蓋體，并且其中所述流體裝置包括位于所述外殼和所述蓋體之間的至少 一個連接空隙，并且其中所述注入材料注入位于所述外殼和所述蓋體之間 的至少一個連接空隙，以使所述注入材料基本填滿位于所述外殼和所述蓋 體之間的至少 一個連接空隙。
全文摘要
一種流體裝置，該流體裝置提供選自下列的一種或多種特征基本防改裝、基本流體密封、和/或能夠消除用于形成該流體裝置的各種部件的應(yīng)力。該流體裝置利用低壓注入系統(tǒng)通過使用注入材料(145)實現(xiàn)所述特征中的一種或多種，該注入材料能夠基本填滿流體裝置中的連接空隙(120，135，140)。可通過使用該注入材料(145)和低壓注入系統(tǒng)，將注入材料(145)注入流體裝置中的連接空隙(120，135，140)。然后，在注入材料(145)硬化之后，該注入材料(145)提供產(chǎn)生所述一種或多種優(yōu)勢的機械屏障。
文檔編號E03B7/00GK101426983SQ200780014176
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者保羅·A·威廉斯 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司