專利名稱：軟包裝用單向閥及其制作方法和包裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門，更具體地涉及用于軟包裝的排氣閥、包括此類閥門的包裝及制作此類閥門的方法。
背景技術(shù)：
由軟質(zhì)材料制成的包裝通常用于儲存產(chǎn)品，以隔離產(chǎn)品與環(huán)境空氣。此類儲存的產(chǎn)品可為農(nóng)產(chǎn)品、食品、化學(xué)品等。常見的做法是各種包括閥門的軟包裝，使可能截留在袋子內(nèi)的空氣或袋子內(nèi)裝物產(chǎn)生的氣體通過該閥門排出袋子，同時防止環(huán)境中的氣體(例如空氣)通過該閥門進入袋子。此類排氣閥的實例為華盛頓州貝爾維尤市(Bellevue)的太平洋制袋股份有限公司銷售的排氣閥。瑞士沙夫豪森州的瑞士工業(yè)集團(SIG)也銷售此類閥門(例如美國專利證第4，420，015號公開的閥門)。瑞士福爾凱茨威爾(Volketswil)的 Wipf AG Verpackungen也銷售此類閥門(例如美國專利證第4，444，219號公開的閥門)。 意大利米蘭的Luigi Goglio MiIano，SPA也銷售此類閥門(例如美國專利證第3，799，427 號公開的閥門及其他閥門)。以下美國專利證中也可找到包裝用單向閥的其他實例第3，595，467號 (Goglio)、第 4，576，285 號(Goglio)和第 4，705，174 號(Goglio)。盡管現(xiàn)有技術(shù)的上述閥門通常可達到排出軟包裝的滯留氣體或空氣的預(yù)期使用目的，然而此類閥門也具有一個或多個缺點，例如復(fù)雜性、難于裝配、運行效率低。例如，此前確定的Goglio專利公開的閥門構(gòu)造有些復(fù)雜，即，此類閥門包括三個基本部件，也就是閥體、撓性閥芯和閥蓋。閥體包括至少一個進氣孔和相鄰該進氣孔的閥座。閥蓋是緊固于閥體的中空環(huán)狀構(gòu)件，閥蓋以此方式附著在閥體上時，形成閥門中空內(nèi)部。閥蓋包括與閥門內(nèi)部流體連通的孔，作為閥門排氣孔的出口。閥芯為置于閥座上的閥門中空內(nèi)部內(nèi)的撓性盤形構(gòu)件，通常覆蓋該孔。閥蓋構(gòu)件包括嚙合閥芯表面的向下突出部分，用以從表面上將閥芯固定在孔上方閥座的適當(dāng)位置。一層硅油或一些其他粘性流體通常介于閥芯與閥座之間，以便閥門操作。應(yīng)了解的是，Goglio閥門需要精密公差部件和精密裝配來確保有效的可重復(fù)操作。因此，若閥門組件或組成閥門的構(gòu)件之間存在任何不一致，閥門即不能正常運行。例如，已經(jīng)確定如果閥蓋的突出部分不適當(dāng)嚙合撓性閥門構(gòu)件，以將其固定在閥座上的適當(dāng)位置，在打開(彎曲)后該撓性閥門構(gòu)件可能無法正確復(fù)位。在閥門處于凍結(jié)溫度和環(huán)境壓力變化的應(yīng)用中，此類誤操作更容易發(fā)生，例如如果翻越山脈運輸閥門，則會發(fā)生此類誤操作。盡管太平洋制袋股份有限公司銷售的此前確定的閥門主要包括兩件式組件，然而該閥門是復(fù)雜的組件。該閥門特別包括蓋形構(gòu)件形式的底部，該底部內(nèi)具有橡膠盤或閥門構(gòu)件。閥蓋包括三個以圓形陣列放置在閥座構(gòu)件中心部分的弓形排氣槽。圓形閥盤(例如由氯丁橡膠或一些其他橡膠制成)放置在閥座構(gòu)件內(nèi)，三個弓形出氣口上方。閥門設(shè)計為可彎曲，使氣體能在其周圍流動并在包裝內(nèi)的壓力超過環(huán)境壓力時通過排氣口流出。通過從閥座構(gòu)件或閥蓋構(gòu)件向內(nèi)突出的三個向內(nèi)延伸凸耳將橡膠盤構(gòu)件固定在適當(dāng)位置。該橡膠盤的安裝布置(即通過三個向內(nèi)延伸凸耳固定在適當(dāng)位置)使該閥門在氣體排出閥門時易受突出橡膠盤的影響。因此，此操作使閥門無法運行。此前確定的SIG閥門是有些復(fù)雜的閥門，主要包括三件式組件，即具有中心開口或開口的杯形構(gòu)件、超薄軟質(zhì)塑料盤或膜片、通常呈矩形但具有弓形對端的插入件或夾緊構(gòu)件，該插入件或夾緊構(gòu)件設(shè)置為搭扣配合蓋形構(gòu)件，以將撓性閥門構(gòu)件固定在其與出氣口之間。使氣體能流經(jīng)夾緊構(gòu)件的線性側(cè)與聚酯閥盤或膜片下方閥蓋的弓形部分之間的空間，并在軟包裝內(nèi)部壓力超過環(huán)境空氣壓力時通過中心開口流出。此前確定的Wipf閥門也具有較為復(fù)雜的構(gòu)造，例如主要包括三件式構(gòu)件，即具有若干孔或開口的杯形閥體、超薄軟質(zhì)塑料盤或膜片、通常呈I形的插入件或鎖片，該插入件或鎖片配合杯形構(gòu)件，以將該軟質(zhì)膜片固定在其與開口之間。使氣體能流經(jīng)鎖片側(cè)與膜片下方閥蓋的弓形部分之間的空間，并在軟包裝內(nèi)部壓力超過環(huán)境空氣壓力時通過若干開口流出。因此，目前需要構(gòu)造簡單的閥門，此閥門制作簡單、成本低，且可在各種使用情況下有效、重復(fù)運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面需要一種用于具有容納材料的內(nèi)部的包裝的單向閥。該包裝具有至少一個限制所述材料所處的內(nèi)部的壁板。該閥門包括閥座構(gòu)件和柔性閥隔片。該閥座構(gòu)件包括通常中空的內(nèi)部空間、限制該內(nèi)部空間的外圍側(cè)壁、閥座、位于側(cè)壁界限內(nèi)且與該內(nèi)部空間連通的至少一個進氣口及伸入該內(nèi)部空間的閥桿。該閥隔片由彈性材料形成，具有預(yù)定形狀且含有安裝孔，相對該閥座構(gòu)件放置，因此，該閥桿穿過該安裝孔，由此將鄰近該安裝孔的該閥隔片的第一部分固定在相對該閥座的適當(dāng)位置，該閥隔片的第二部分嚙合該閥座，覆蓋并密封該至少一個進氣口。設(shè)置該閥隔片，使得至少一個進氣口處的氣體壓力達到使該閥隔片的第二部分離開閥座且打開至少一個進氣口的預(yù)定閾值時，該閥隔片的第二部分能彎曲。該閥隔片的第二部分也設(shè)置為自動向后彎曲在該閥座上，使得在至少一個進氣口處的氣體壓力降到該預(yù)定閾值以下時密封至少一個進氣口。本發(fā)明的另一方面是包括根據(jù)本發(fā)明第一方面構(gòu)造的單向閥的軟包裝。本發(fā)明的另一方面是一種裝配用于具有容納材料的內(nèi)部的包裝的單向閥的方法。 該方法主要包括提供閥座構(gòu)件，該閥座構(gòu)件包括通常中空的內(nèi)部空間、限制該內(nèi)部空間的外圍側(cè)壁、閥座、位于側(cè)壁界限內(nèi)且與該內(nèi)部空間連通的至少一個進氣口及伸入該內(nèi)部空間的閥桿。該方法還包括提供由彈性材料形成、具有預(yù)定形狀且包括安裝孔的閥隔片，使閥桿穿過閥隔片的安裝孔，以將鄰近安裝孔的該閥隔片的第一部分固定在相對該閥座構(gòu)件的適當(dāng)位置，該閥隔片的第二部分嚙合閥座，覆蓋并密封至少一個進氣口。設(shè)置該閥隔片，使得至少一個進氣口處的氣體壓力達到使該閥隔片的第二部分離開閥座且打開至少一個進氣口的預(yù)定閾值時，該閥隔片的第二部分能彎曲。該閥隔片的第二部分也設(shè)置為自動向后彎曲在該閥座上，使得在至少一個進氣口處的氣體壓力降到該預(yù)定閾值以下時密封至少一個進氣口。


圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、顯示為安裝在一個示例性軟包裝內(nèi)壁上的一個示例性閥門的俯視平面圖；圖2為沿圖1中的線2-2截取的略微放大截面圖；圖3為顯示圖1和圖2所示閥門的兩個基本部件(即閥座構(gòu)件和閥隔片)的分解等距視圖；圖4為類似圖2的截面圖，但顯示從包裝內(nèi)部將氣體排至環(huán)境空氣的閥門操作的截面圖；圖5為類似圖2，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、安裝在軟包裝上之前的閥門的替代實施例的截面圖；圖6為類似圖2，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、安裝在示例性軟包裝內(nèi)壁上的閥門的另一替代實施例的截面圖；圖7為類似圖2，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、安裝在示例性軟包裝內(nèi)壁上的閥門的另一替代實施例的截面圖；圖8為類似圖2，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、安裝在示例性軟包裝內(nèi)壁上的閥門的另一替代實施例的截面圖；圖9為類似圖2，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造、安裝在示例性軟包裝內(nèi)壁上的閥門的另一替代實施例的截面圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的另一替代閥門的閥座構(gòu)件的等距視圖；Fig.圖11為沿圖10中的線11-11截取的略微放大截面圖；圖12為圖11中圓圈A內(nèi)顯示的閥門的一部分的明顯放大視圖；圖13為類似圖11，顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門的另一替代實施例中閥座構(gòu)件的截面圖；圖14為圖13中圓圈B內(nèi)顯示的閥門的一部分的明顯放大視圖；圖15為類似圖7，但顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門的另一替代實施例的截面圖；圖16為圖15所示閥門的實施例中閥座構(gòu)件的略微縮小等距視圖。
具體實施例方式現(xiàn)參考各附圖，其中相同的參考符號表示相同的部件，圖1顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的單向閥20的一個示例性實施例。此時應(yīng)指出的是，本發(fā)明考慮該閥門的多種實施例，所有實施例均特別適合連同軟包裝10 —起使用，使包裝內(nèi)的壓力達到預(yù)定閾值時氣體能排出包裝。在圖1所示的實施例中，僅顯示示例性包裝10壁12的一部分。所述閥門的一個優(yōu)選應(yīng)用是設(shè)計用于容納全豆烘培咖啡或磨碾烘培咖啡的軟包裝，因為此類產(chǎn)品通常脫氣。 對于此類應(yīng)用，包裝10由一層或多層軟質(zhì)材料制成的織物形成，以防止氧氣進入包裝，同時還防止咖啡味成分逸出包裝。為此，習(xí)慣做法是，根據(jù)咖啡的重量以及重量的分布，安裝有所述閥門的包裝可由多種高阻隔性塑料和/或箔材制成。盡管說明本發(fā)明的閥門用于咖啡包裝，但很明顯，本發(fā)明不應(yīng)視為限制軟包裝或形成軟包裝的材料的任何具體類型。閥門20設(shè)置為安裝在組成包裝的壁12的任何部分的內(nèi)表面12A(圖2)上。閥門 20的構(gòu)造非常簡單，容易制造和裝配。因此，從圖1和圖2可見，閥門20包括兩個基本部件，即中空閥體或閥座構(gòu)件22及撓性閥膜片或閥隔片M。中空閥體22由，例如注塑為整體裝置，任何適當(dāng)?shù)奈傂圆牧?例如聚乙烯)形成。閥隔片M通常為由彈性軟質(zhì)材料形成的平面盤形構(gòu)件。例如，可從聚異丁烯橡膠板材壓制閥隔片對。中空閥體22包括具有向上突出的外圍側(cè)壁觀的大體平面閥座壁26。側(cè)壁觀(將在下文描述)的自由邊緣部分用于將閥門20安裝到包裝10壁12的內(nèi)表面12A上。側(cè)壁28、閥座壁沈和側(cè)壁觀范圍內(nèi)包裝 10壁12的一部分限定閥門內(nèi)的中空內(nèi)部空間30(圖2)。設(shè)置閥門20，使得包裝10內(nèi)的壓力達到閥門的操作壓力(例如目標(biāo)0.05磅/平方英寸)時，氣體可進入其中空內(nèi)部，然后通過出氣口或排氣孔14流出閥門。該出氣口主要包括閥門側(cè)壁觀范圍內(nèi)的包裝10壁12 內(nèi)的孔?？?4可不對稱地位于一部分側(cè)壁觀附近或位于中心。使孔靠近側(cè)壁的優(yōu)點是促進孔的形成，即如果孔更靠近閥門側(cè)壁的一部分(相比位于中心)，則更容易刺穿包裝壁形成孔，因為包裝壁在閥門中心處往往可能更厚。壁12可包括閥門范圍內(nèi)的若干孔14，為閥門提供若干出氣口。閥門的閥座壁沈可為任何形狀。在本文所示閥門的示例性實施例中，閥座壁為圓形。鄰近側(cè)壁觀的閥座壁26的頂面為平面且形成閥門20的閥座32。若干斜切孔34穿過閥座壁，與閥門的中空內(nèi)部30流體連通?？?4共同形成閥門20的進氣口，包裝10內(nèi)部的氣體可流經(jīng)該進氣口，排出出氣口 14(將在下文描述)。所示實施例中有四個孔34，每個孔均呈圓形且相互等距間隔?？筛鶕?jù)閥門所需的操作特性選擇孔34的數(shù)量、尺寸、形狀和配置。實際上，本發(fā)明還考慮只使用單個孔34作為閥門的進氣口。不論所使用孔的數(shù)量、尺寸和形狀，孔應(yīng)向閥座32內(nèi)間隔設(shè)置，使得閥座圍繞進氣口。突出部分或閥桿36向上突出頂面閥座壁沈的中心，使得突出部分或閥桿36略微伸入閥門的中空內(nèi)部30。閥桿36用于將閥隔片M的中心部分固定在相對閥座壁沈的適當(dāng)位置。閥隔片M的尺寸和形狀最好與閥座壁沈類似，因此，閥隔片的周邊24A與側(cè)壁觀的內(nèi)表面緊緊相鄰，從而覆蓋閥座32?？梢愿鞣N方式將閥隔片M安裝到閥座構(gòu)件22上。例如，閥隔片M可具有中心開口 MB，中心開口 24B的橫截面略小于閥桿36的橫截面積，因此，可略微延伸鄰近開口 24B 的閥隔片部分，以容納閥桿36，由此可定位閥隔片24，因此，閥隔片M與閥座壁頂面緊密嚙合，如圖2所示。為了確保閥隔片仍固定于該位置，例如不在閥桿上向上滑動，閥桿的自由端為微球狀封頭38形式。如果閥隔片的開口尺寸與閥桿的橫截面積相同或比閥桿的橫截面積稍大，在閥桿上使用微球狀封頭特別有用。可見，在閥門20的閥隔片M與閥座壁沈頂面之間的界面處提供一層常規(guī)粘性流體(例如硅油40)，以便閥門操作。硅油具有充分粘性，不會通過孔34移動和排出。為了將閥門安裝到包裝10的內(nèi)表面上，閥門包括安裝法蘭。側(cè)壁觀的自由端特別為環(huán)形法蘭42的形式。法蘭42設(shè)置為緊固(例如熱結(jié)合)于包裝10壁12的內(nèi)表面12A， 以將閥門安裝在包裝內(nèi)。本文所示閥門的實施例特別適合用于磨碾或全豆咖啡的軟包裝，眾所周知，該軟包裝會隨著時間脫氣。對于此類應(yīng)用，閥門可包括過濾器，以防止包裝10內(nèi)的任何顆粒物質(zhì)進入閥門，中斷閥門的正常運行。為此，如圖2所示，濾料盤44(例如圓形非織物可熱封濾紙片)緊固于閥座壁26的外表面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，進氣孔34的尺寸和數(shù)量足以形成過濾器，防止顆粒物質(zhì)進入閥門。在此情況下，可免除濾盤44的使用。
如上文所述，閥隔片M由彈性軟質(zhì)材料制成，在本文顯示和描述的示例性實施例中，閥隔片M非常薄，例如在1.5mm至0.020mm范圍內(nèi)。同樣地，遠離其中心部分的閥隔片部分(即覆蓋閥座的外圍部分)在通過閥門進氣口 34進入閥門內(nèi)部的氣體的壓力下能向上彎曲，如圖4中的箭頭所示。因此，包裝內(nèi)的氣體(例如脫氣咖啡產(chǎn)生的氣體)能流經(jīng)進氣口 34，流入閥門的中空內(nèi)部30，然后通過至少一個開口或排氣口 14排至環(huán)境空氣。特別的是，包裝內(nèi)的壓力達到閾值時，閥隔片的外圍部分24A離開閥座向上彎曲，破壞介入硅油 40的粘結(jié)作用并打開進氣口。閥隔片M的彈性還用于在包裝10內(nèi)的壓力降到閾值以下時實現(xiàn)閥門20的自動重合，由此閥隔片的直線平面配置與閥座嚙合，如圖2所示。包裝內(nèi)的壓力低于閥門的所需操作閾值時，為了確保閥隔片嚙合閥座并靠近進氣孔34，閥隔片的彈性模量在550Kpsi至 0. 2Kpsi范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，閥隔片M與閥座內(nèi)閥座壁沈部分之間的界面處的硅油的粘性形成閥隔片與閥座之間的密封，大氣氣體，例如氧氣、濕氣和氣味不能滲透密封。濾盤44置于閥門的閥座構(gòu)件上，因此，濾盤44覆蓋閥座構(gòu)件的進氣孔，以防止閥隔片M和鄰近閥座受污染或因包裝10內(nèi)的任何顆粒物質(zhì)的進入而無法運行。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的單向閥120的一個替代實施例。閥門120與上述閥門 20類似，不同的是閥門120包括閥蓋，用以在閥門固定于包裝10的內(nèi)表面之前防止灰塵、污物或其他碎屑進入閥門內(nèi)部。圖5顯示閥門在安裝于包裝10的內(nèi)表面之前的狀態(tài)。為了簡潔，本文不再贅述閥門120的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門120與閥門20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。因此，從圖4可見，閥門120包括由任何適當(dāng)材料制成的軟質(zhì)板材形成的閥蓋122，閥蓋122固定至閥側(cè)壁28的法蘭42，從而隔離內(nèi)部空間30與周圍環(huán)境。 不需要拆卸閥蓋，即可完閥門120安裝到包裝的一部分壁的內(nèi)表面上，即，將閥蓋122置于法蘭42與包裝10壁12的內(nèi)表面12A之間。通過刺穿包裝壁12和閥門法蘭42外圍范圍內(nèi)的基底覆層122形成閥門的孔或出口 14。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門220的另一示例性實施例。閥門220與上述閥門20類似，不同的是將閥隔片固定在閥座的適當(dāng)位置的閥桿形成閥桿本身的一部分，而不是閥門閥座構(gòu)件的一部分。為了簡潔，本文不再贅述閥門220的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門 220與閥門20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。為此，可見閥座壁沈包括位于其中心的閥座222。閥隔片M包括在閥隔片中心處從其底面向下延伸的突出部分224。該突出部分形成閥門的閥桿，其自由端224A的形狀與閥座222的形狀相配。在所示實施例中， 閥桿224的自由端張開，以裝配在相應(yīng)形狀的底切閥座內(nèi)。相應(yīng)地，閥桿224的自由端位于閥座222內(nèi)時，閥隔片M的中心部分緊固于閥座壁沈的中心，閥隔片M的外圍部分24A 離開閥座向上自由彎曲，如上文所述。可預(yù)制閥隔片M及其整體閥桿224，例如從適當(dāng)形狀的板材沖孔，然后裝配至閥座壁，或可在閥座壁的適當(dāng)位置成形，例如就地注塑。如果硅油 40用于閥門(最好使用，但并不強制使用)，可在閥門形成/裝配過程中，通過直接將硅油 40注射到閥座壁沈上或使用一些其他涂抹器裝置(例如移印機)涂抹硅油40。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門320的另一示例性實施例。閥門320與閥門220 類似，為了簡潔，本文不再贅述閥門320的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門320與閥門220和20 相同的零件/部件將給出相同的參考編號。為此，可見閥座壁沈包括位于其中心的孔322。閥隔片M包括在閥隔片中心處從其底面向下延伸的突出部分324。該突出部分形成閥門的閥桿。其自由端為放大閥桿頭326的形式，放大閥桿頭326的外表面呈圓錐形。閥桿頭 326的尺寸設(shè)置為略微壓縮，使其可通過孔322，以使閥桿搭扣配合閥座壁26。相應(yīng)地，閥桿 324的閥桿頭326穿過孔322后，閥隔片M的中心部分將緊固于閥座壁沈的中心，閥隔片 M的外圍部分24A離開閥座向上自由彎曲，如上文所述。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門420的另一示例性實施例。閥門420與閥門320 類似，除了閥隔片呈不同形狀且預(yù)加載，使得部分閥桿更加偏置，與閥座嚙合。為了簡潔，本文不再贅述閥門420的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門420與閥門320、220和20相同的零件/ 部件將給出相同的參考編號。為此，可見閥隔片M包括凸形或略微圓頂形部分424，閥桿 426從該閥隔片底面中心向下突出，因此，其閥桿頭326穿過閥座壁內(nèi)的孔322。閥隔片M 的圓頂形部分的外圍與閥座32共面且嚙合閥座32，硅油40置于該外圍與閥座32之間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，閥桿4 的長度、圓頂形部分4M的厚度及其曲率和閥隔片的彈性模量均可選擇，以提供適當(dāng)?shù)牟僮鲏毫Γy隔片外圍在該操作壓力下會離開閥座升高，從而打開進氣口 34，例如提供其操作壓力大于圖2實施例的閥門。圖9顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門520的另一示例性實施例。閥門520與閥門420 類似，閥隔片預(yù)加載，以提供比圖2至圖7的閥門20更大的操作壓力。為了簡潔，本文不再贅述閥門520的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門520與閥門420、320、220和20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。與閥門420的實施例不同，閥門520的閥隔片M為大體平面構(gòu)件，與圖2的閥隔片一樣，但閥門的閥座壁呈凹形，以便有效地預(yù)加載閥隔片24，因此，相比圖2的閥門，與閥座32嚙合的隔片的外圍部分更加偏置。為了簡潔，本文不再贅述閥門520 的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門520與閥門420、320、220和20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。為此，可見閥座壁沈的頂面呈凹形(例如圓錐形)，閥桿36從該頂面中心的最低點向上突出。閥隔片M的構(gòu)造與圖2所示閥門20的實施例中閥隔片M的構(gòu)造類似。 閥桿36穿過閥隔片中心的孔MB，以相對閥座壁沈緊固閥隔片的中心，即，鄰近孔24B的閥隔片部分嚙合閥座壁的基底錐形面。由于閥隔片通常為平面彈性構(gòu)件，從其中心徑向向外延伸的閥隔片部分通過閥座壁26的錐形面向上彎曲，從而有效地預(yù)加載閥隔片。就此而言，閥隔片的彈性往往使其偏置，以試圖呈現(xiàn)其正常平面狀態(tài)，但錐形面阻止此動作，從而預(yù)加載閥隔片。加載閥隔片的外圍部分嚙合閥座32，硅油40置于該外圍部分與閥座32之間，從而有效密封進氣孔34。包裝內(nèi)的壓力達到閾值(在該閾值時，預(yù)加載閥隔片開始離開閥座彎曲)時，進氣孔打開，因此，包裝內(nèi)的氣體可排出閥門，如上文所述?？蛇x擇閥座壁沈的錐形面角度，以提供閥隔片的任何所需預(yù)加載度。因此，可考慮該角度略大于0度至45度或甚至更大，以適應(yīng)各種閥門操作壓力。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，預(yù)加載量也可取決于閥隔片的厚度和制作閥隔片的材料的彈性模量。圖10至圖12顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門620的另一示例性實施例。閥門620與閥門520類似，除了閥門620包括用以確保硅油40不從閥座與閥隔片之間移動的零件。為了簡潔，本文不再贅述閥門620的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門620與閥門520、420、320、220 和20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。因此，最佳如圖12可見，環(huán)形脊622從閥座壁沈的錐形上表面向上突出。從上面觀察時，環(huán)形脊622呈圓形且從閥座32向內(nèi)徑向設(shè)置。環(huán)形脊622具有小曲率半徑(例如0. 05mm，在端平面內(nèi)測得)，例如圖12的平面。因此，盡管環(huán)形脊的上邊緣在閥座表面32上方只延伸微小距離，環(huán)形脊的上邊緣設(shè)置為嚙合閥隔片M的底面，以將硅油截留在其與閥隔片外圍部分之間的閥座上。該動作用于防止硅油從閥門的所需位置移動。圖13和圖14顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門720的另一示例性實施例。閥門720與閥門620類似，閥門720包括用以確保硅油40不從閥座與閥隔片之間移動的零件。此外，閥門720的設(shè)計更緊湊，即，閥門620比側(cè)壁觀高。為了簡潔，本文不再贅述閥門720的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門720與閥門620、520、420、320、220和20相同的零件/部件將給出相同的參考編號。因此，最佳如圖14可見，環(huán)形槽722位于閥座壁沈的錐形上表面內(nèi)。從上面觀察時，環(huán)形槽722呈圓形且從閥座32向內(nèi)徑向設(shè)置。環(huán)形槽722具有小曲率半徑(例如0. 05mm，在端平面內(nèi)測得)，例如圖14的平面。環(huán)形槽722設(shè)置為將硅油截留在其與閥隔片外圍部分之間的閥座上，從而防止硅油從其所需位置移動。圖15顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥門820的另一示例性實施例。閥門820的構(gòu)造更簡單，其結(jié)構(gòu)比此前描述的閥門更緊湊，然而與閥門320有點類似，閥門820使用包括整體閥桿的閥隔片824。為了簡潔，本文不再贅述閥門820的所有構(gòu)造和操作細節(jié)，閥門820與閥門320相同的零件/部件將給出相同的參考編號。為此，閥門820使用簡單的平板閥體， 即其閥座構(gòu)件822為呈圓形輪廓的平面盤形構(gòu)件。閥體822頂面具有環(huán)形槽802。環(huán)形槽 802外圍外部的頂面部分形成閥門的閥座832。若干等距間隔的孔834從閥座構(gòu)件822的底面穿過閥座構(gòu)件822延伸至環(huán)形槽802。孔834形成閥門的進氣口。閥座構(gòu)件822包括位于其中心的孔或開口 322，閥隔片固定至孔或開口 322。閥隔片擬4包括圓形輪廓的頂部，圓形輪廓的上表面呈略微圓錐形，其底面為平面。如圖7的閥隔片24，閥隔片擬4包括從其底面中心向下延伸的突出部分324。該突出部分形成閥門820的閥桿。閥桿324的自由端為放大閥桿頭326的形式，放大閥桿頭3 的外表面呈圓錐形。閥桿頭326的尺寸設(shè)置為略微壓縮，使其可通過閥座構(gòu)件822的開口 322，以使閥桿搭扣配合閥座構(gòu)件。相應(yīng)地，閥桿324的閥桿頭3 穿過開口 322后，閥隔片 824的中心部分將緊固于閥座構(gòu)件822的中心。此外，閥隔片頂部的直徑足以使其外圍部分824A覆蓋閥座824。閥隔片824由軟質(zhì)材料形成，如上文所述，因此，當(dāng)安裝有閥門的包裝10內(nèi)的壓力達到閥門的操作壓力時，鄰近其外圍824A的閥隔片部分可離開閥座832向上自由彎曲，如上文所述。閥門820安裝在孔14A處，在包裝10壁12上的任何閥門所需位置處打孔14A。孔 14A形成閥門820的排氣孔。通過將閥座832外部的上表面部分附于(例如熱結(jié)合或焊接) 鄰近孔14A的包裝壁12的內(nèi)表面12A，將閥門820安裝在包裝10的孔14A處。孔14A的直徑比閥隔片824的直徑大，使得在其外圍與閥隔片擬4的外圍824A之間形成環(huán)形通道，達到閥門的操作壓力時，包裝10內(nèi)的氣體可通過該環(huán)形通道排出。如同本發(fā)明閥門的其他實施例，硅油40薄層置于鄰近其外圍的閥隔片擬4底面與基底閥座832之間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，閥門820的環(huán)形槽802形成開闊區(qū)域，其中進氣口 834 處的氣體壓力(即包裝10內(nèi)的氣體壓力)可作用于閥隔片的較大表面面積，從而增加相對閥隔片的提升力，致使閥門的操作壓力較低。盡管顯示閥門820具有帶整體閥桿的閥隔片，但該布置僅為示例。因此，閥座構(gòu)件 822可包括閥桿，閥隔片的構(gòu)造與閥門20的構(gòu)造類似(例如帶孔閥隔片)。因為閥門820包括大量小直徑進氣孔，所以閥門不需要包括閥芯44，但若需要，可使用此閥芯。此外，盡管此前所示閥門的實施例均包括在閥座與閥隔片之間的界面處使用硅油，可考慮對于一些應(yīng)用，可免除硅油的使用，例如閥門的閥隔片預(yù)加載的應(yīng)用。如上文所述，本發(fā)明的閥門可為任何適當(dāng)?shù)某叽绾托螤睿Q于其應(yīng)用。下文表述咖啡軟包裝專用閥門的一組示例性尺寸。為此，圖1至圖8所示的所有閥門的厚度均為3mm， 每個閥門法蘭的厚度為1.0mm。每個閥門法蘭的直徑為21mm，閥門側(cè)壁的外徑為17mm。每個閥門中空內(nèi)部的內(nèi)徑為15mm，深度為2mm，每個進氣孔的內(nèi)徑為2. 5mm。圖1至圖8所示閥門的濾盤直徑為15mm，厚度為0. 3mm。圖1至圖6所示閥門的閥桿直徑為1mm，其閥桿頭直徑為1. 5mm。圖1至圖5所示閥門的閥隔片的外徑為14. 6mm，其中心孔或進氣孔的直徑為 1mm，其厚度為0. 3mm。圖6所示閥門的閥隔片的外徑也為14. 6mm，厚度為0. 3mm，但包括最大外徑為2mm、最小外徑為1. 5mm的整體閥桿。圖7所示閥門的閥隔片的外徑也為14. 6mm, 厚度為0. 3mm，其整體閥桿的外徑為1mm，閥桿頭的外徑為1. 54mm。圖8所示閥門的實施例中的閥隔片的外徑也為14. 5mm，厚度為0. 5mm，且該閥隔片彎曲，使得從其外圍平面至其最高點測得的高度為2. 5mm。圖9所示閥門與圖1所示閥門具有相同的基本尺寸，除了其側(cè)壁內(nèi)表面處的內(nèi)部深度為1mm。圖11所示閥門與圖9所示閥門具有相同的基本尺寸，除了圖11所示閥門包括此前確定的環(huán)形脊，該環(huán)形脊的橫截面直徑為0. 1mm。圖11所示閥門與圖9所示閥門具有相同的基本尺寸，除了圖11所示閥門包括此前確定的環(huán)形槽，該環(huán)形槽的橫截面直徑也為0. 1mm。圖15所示閥門820與圖7所示閥門具有相同的基本尺寸，除了其閥座構(gòu)件822的厚度明顯較小，例如1.4mm。組成閥門進氣口的孔834的直徑均近似 0. 5mm。環(huán)形槽約0. 5mm深，內(nèi)徑為6mm，外徑為9mm。閥隔片的外徑為13mm，鄰近其外圍的閥隔片的厚度約為0. 5mm。從上文中應(yīng)了解，本發(fā)明的閥門提供現(xiàn)有技術(shù)閥門的優(yōu)點并克服一些缺點，其構(gòu)造非常簡單，制造容易且制造成本低。在無進一步詳細描述的情況下，前述內(nèi)容也如此充分地說明了本發(fā)明，其他人員可在各種使用情況下運用現(xiàn)有或未來知識使用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于具有容納材料的內(nèi)部的包裝上的單向閥，所述包裝具有至少一個限制所述材料所處的內(nèi)部的壁板，所述閥門包括閥座構(gòu)件、閥隔片和閥桿，所述閥座構(gòu)件包括閥座和至少一個進氣口，所述閥隔片由軟質(zhì)材料形成，所述閥桿將所述閥隔片連接至所述閥座構(gòu)件，由此將鄰近所述閥桿的所述閥隔片的第一部分固定在相對所述閥座構(gòu)件的適當(dāng)位置， 所述閥隔片的第二部分嚙合所述閥座，覆蓋并密封所述至少一個進氣口，設(shè)置所述閥隔片， 使得所述至少一個進氣口處的氣體壓力達到使所述閥隔片的所述第二部分離開所述閥座且打開所述至少一個進氣口的閾值時，所述閥隔片的所述第二部分能彎曲，所述閥隔片的所述第二部分設(shè)置為自動向后彎曲在所述閥座上，使得在所述至少一個進氣口處的氣體壓力降到所述閾值以下時密封所述至少一個進氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥桿形成所述閥座構(gòu)件的一部分，所述閥隔片包括安裝孔，所述閥桿穿過所述安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單向閥，其中所述閥隔片通過鄰近所述安裝孔的所述閥隔片的所述第一部分與一部分所述閥桿之間的安全摩擦嚙合固定在所述閥桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單向閥，其中所述閥隔片的所述第一部分可伸縮，使所述閥桿能插入其中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單向閥，其中所述閥桿包括自由端，所述自由端的尺寸大于所述安裝孔的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥座構(gòu)件包括通常中空的內(nèi)部空間和限制所述內(nèi)部空間的外圍側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，還包括鄰近所述閥座構(gòu)件且延伸到所述至少一個進氣口的濾板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，還包括位于所述閥座與所述閥隔片之間的界面處的粘性流體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥隔片由熱塑性硫化橡膠形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單向閥，其中所述閥桿形成所述閥座構(gòu)件的一部分，所述閥隔片包括安裝孔，其中所述閥桿突入所述內(nèi)部空間且穿過所述安裝孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單向閥，其中所述閥座構(gòu)件塑造成整體裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥座構(gòu)件包括形成所述閥座的大體平面， 其中所述至少一個進氣口位于所述平面內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥座構(gòu)件包括形成所述閥座的大體錐形凹面，其中所述至少一個進氣口位于所述錐形凹面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的單向閥，還包括位于所述閥座、所述閥隔片與環(huán)形脊之間的界面處的粘性流體，所述環(huán)形脊位于所述閥座構(gòu)件上，用于將所述粘性流體保持在所述閥座上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的單向閥，還包括位于所述閥座、所述閥隔片與環(huán)形槽之間的界面處的粘性流體，所述環(huán)形槽位于所述閥座構(gòu)件上，用于將所述粘性流體保持在所述閥座上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥桿形成所述閥隔片的一部分，其中所述閥座包括開口，一部分所述閥桿延伸至所述開口內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的單向閥，其中所述閥隔片呈凸形。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單向閥，還包括固定到所述側(cè)壁的閥蓋。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向閥，其中所述閥隔片的彈性模量至少為0.2Kpsi。
20.一種具有容納材料的內(nèi)部的包裝，所述包裝包括至少一個限制所述材料所處的內(nèi)部的壁板和單向閥，所述單向閥包括閥座構(gòu)件、閥隔片和閥桿，所述閥座構(gòu)件包括閥座和至少一個進氣口，所述閥隔片由軟質(zhì)材料形成，所述閥桿將所述閥隔片連接至所述閥座構(gòu)件， 由此將鄰近所述閥桿的所述閥隔片的第一部分固定在相對所述閥座構(gòu)件的適當(dāng)位置，所述閥隔片的第二部分嚙合所述閥座，覆蓋并密封所述至少一個進氣口，設(shè)置所述閥隔片，使得所述至少一個進氣口處的氣體壓力達到使所述閥隔片的所述第二部分離開所述閥座且打開所述至少一個進氣口的閾值時，所述閥隔片的所述第二部分能彎曲，所述閥隔片的所述第二部分設(shè)置為自動向后彎曲在所述閥座上，使得在所述至少一個進氣口處的氣體壓力降到所述閾值以下時密封所述至少一個進氣口。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥桿形成所述閥座構(gòu)件的一部分，所述閥隔片包括安裝孔，所述閥桿穿過所述安裝孔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的包裝，其中所述閥隔片通過鄰近所述安裝孔的所述閥隔片的所述第一部分與一部分所述閥桿之間的安全摩擦嚙合固定在所述閥桿上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的包裝，其中所述閥隔片的所述第一部分可伸縮，使所述閥桿能插入其中。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的包裝，其中所述閥桿包括自由端，所述自由端的尺寸大于所述安裝孔的尺寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥座構(gòu)件包括通常中空的內(nèi)部空間和限制所述內(nèi)部空間的外圍側(cè)壁。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，還包括鄰近所述閥座構(gòu)件且延伸到所述至少一個進氣口的濾板。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，還包括位于所述閥座與所述閥隔片之間的界面處的粘性流體。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥隔片由熱塑性硫化橡膠形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的包裝，其中所述閥桿形成所述閥座構(gòu)件的一部分，所述閥隔片包括安裝孔，其中所述閥桿突入所述內(nèi)部空間且穿過所述安裝孔。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的包裝，其中所述閥座構(gòu)件塑造成整體裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥座構(gòu)件包括形成所述閥座的大體平面， 其中所述至少一個進氣口位于所述平面內(nèi)。
32.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥座構(gòu)件包括形成所述閥座的大體錐形凹面，其中所述至少一個進氣口位于所述錐形凹面內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的包裝，還包括位于所述閥座、所述閥隔片與環(huán)形脊之間的界面處的粘性流體，所述環(huán)形脊位于所述閥座構(gòu)件上，用于將所述粘性流體保持在所述閥座上。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的包裝，還包括位于所述閥座、所述閥隔片與環(huán)形槽之間的界面處的粘性流體，所述環(huán)形槽位于所述閥座構(gòu)件上，用于將所述粘性流體保持在所述閥座上。
35.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥桿形成所述閥隔片的一部分，其中所述閥座構(gòu)件包括開口，一部分所述閥桿延伸至所述開口內(nèi)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的包裝，其中所述閥隔片呈凸形。
37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的包裝，還包括固定到所述側(cè)壁的閥蓋。
38.根據(jù)權(quán)利要求20所述的包裝，其中所述閥隔片的彈性模量至少為0.2Kpsi。
39.一種裝配用于具有容納材料的內(nèi)部的包裝的單向閥的方法，所述方法包括(a)提供閥座構(gòu)件和閥桿，所述閥座構(gòu)件包括閥座和至少一個進氣口；(b)提供由彈性材料形成且具有預(yù)定形狀的閥隔片；(c)通過所閥桿將所述閥隔片固定至所述閥座構(gòu)件，由此將鄰近所述閥桿的所述閥隔片的第一部分固定在相對所述閥座構(gòu)件的適當(dāng)位置，所述閥隔片的第二部分嚙合所述閥座，覆蓋并密封所述至少一個進氣口，設(shè)置所述閥隔片，使得所述至少一個進氣口處的氣體壓力達到使所述閥隔片的所述第二部分離開所述閥座且打開所述至少一個進氣口的閾值時，所述閥隔片的所述第二部分能彎曲，所述閥隔片的所述第二部分設(shè)置為自動向后彎曲在所述閥座上，使得在所述至少一個進氣口處的氣體壓力降到所述閾值以下時密封所述至少一個進氣口。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述閥桿形成所述閥座構(gòu)件的一部分，所述閥隔片包括安裝孔，其中所述方法包括使所述閥桿穿過所述安裝孔。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述閥隔片通過鄰近所述安裝孔的所述閥隔片的所述第一部分與一部分所述閥桿之間的安全摩擦嚙合固定在所述閥桿上。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述閥隔片的所述第一部分可伸縮，使所述閥桿能插入其中。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述閥桿包括自由端，所述自由端的尺寸大于所述安裝孔的尺寸。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，還包括(d)提供鄰近所述閥座構(gòu)件且延伸到所述至少一個進氣口的濾板。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，還包括(d)提供位于所述閥座與所述閥隔片之間的界面處的粘性流體。
46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，還包括將所述單向閥安裝在軟包裝壁上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單向閥(20)及包括所述閥門的軟包裝(10)。所述閥門主要包括閥座構(gòu)件(22)、柔性閥隔片(24)和閥桿(36)。所述閥座構(gòu)件安裝在所述包裝的壁(12)上，且包括閥座(32)和至少一個進氣口(34)。所述閥隔片由彈性材料形成，且通過所述閥桿連接至所述閥座構(gòu)件，鄰近所述閥桿的所述閥隔片的第一部分固定在相對所述閥座構(gòu)件的適當(dāng)位置，所述閥隔片的第二部分嚙合所述閥座，覆蓋并密封所述至少一個進氣口。所述閥隔片設(shè)計為從所述閥座處彎曲，使得在所述至少一個進氣口處的氣體壓力達到閾值時打開所述至少一個進氣口。
文檔編號F16K15/14GK102362110SQ201080012857
公開日2012年2月22日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者巴里·普里查德, 杰弗里·斯科特·比爾, 約翰·S·托馬斯 申請人:美國弗萊斯克包裝系統(tǒng)股份有限公司