CN103370574B - 打火机的阀门组件以及包含如此阀门组件的气体打火机 - Google Patents

Abstract

阀门组件(8)包括可以被设置在打火机气体存储器上壁内的管状刚性体(20)和沿着中心轴线从位于所述管状体内的下端向位于管状体外的上端延伸的空心杆(35)。锁紧件(R)围绕空心杆的圆柱形部分，管状体的上端卷曲在锁紧件(R)上。空心杆经过锁紧件从闭合位置向打开位置移动，使得气体能够从阀门组件的下孔洞流向空心杆上端。由合成树脂制成的锁紧件(R)为具有狭缝的环形，狭缝可以周向扩大。在与管状体卷曲部分相接触的区域，该部件具有降低的厚度。

Description

打火机的阀门组件以及包含如此阀门组件的气体打火机

技术领域

本发明涉及气体打火机以及组装气体打火机部件的方法。

背景技术

更具体而言，本发明涉及一种阀门组件，其构成了尤其适合点烟的气体打火机中的整个或部分的气体分配装置。如此一个气体打火机包括存储器，该存储器的上壁被井穿过，且该存储器用于盛装燃料，阀门组件置于井中。阀门组件包括空心杆，空心杆可以构成喷嘴和管状刚性体，管状刚性体罩着空心杆的下端。典型地，管状体可以是金属体，但是也可以采用硬质塑料，如专利申请CA 893226中所公开的。空心杆可以与驱动器啮合，比如与杠杆啮合，而且空心杆可以在闭合位置与打开位置之间移动，使得气体能够从存储器内经井流入点火区。

为了防止气体经井泄漏，管状刚性体和井之间需要外部密封，同时，管状刚性体和空心杆之间需要内部密封。已知的做法是提供一种圆柱形垫圈，用以保持空心杆，如文献US4478570中图1所示。该垫圈的刚性最好比空心杆刚性小，其适于防止气体从环绕空心杆下端的空间泄漏。实际上，空心杆和管状刚性体之间的滑动区不能视为气密的。

然而，空心杆经垫圈的滑动会导致失去气密性，并且在阀门打开时会引起二次气流。同样已知的是，阀门装置包括好几个密封接头，用以改善密封功能，结果是阀门组件中有很多单个的零件。因为这些零件尺寸非常小，装配这些零件所需的时间长，所以气体打火机的这种阀门装置生产成本相当高。在打火机很便宜的情形下，尤其不能接受这种阀门装置的高成本，比如打火机中所储燃料用尽后就被扔掉的打火机。

因此，需要一种气体打火机的阀门组件，其结构简化，优选为体积缩小，同时又具有良好密封性和使用安全性。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于气体打火机的阀门组件，包括：

管状刚性体，其下端具有被设计成与气体存储器相连通的孔洞，其上端具有上部开口；

空心杆，其沿着中心轴线从位于管状体内部的下端经上部开口向位于管状体外部的上端延伸，该空心杆具有位于管状体内部的放大下部和位于外部的被设计用于与命令杆配合的放大上部；

锁紧件，其围绕空心杆的圆柱形部分，管状体的上端卷曲在锁紧件上，该空心杆可以经锁紧件在闭合位置和打开位置之间移动，使得气体能够从空心杆下端的孔洞流向该空心杆的上端；

其中，锁紧件为带有狭缝的环形，该狭缝从锁紧件的内侧向锁紧件的外侧延伸，其中，锁紧件由合成树脂制成，使得狭缝能够周向扩大。狭缝优选地从中心轴线径向地延伸。

由于这种设置，空心杆的圆柱形部分被可周向扩大的接头包围，该接头可有效地安装到空心杆上(即，通过变形，越过杆的套管或类似的放大部分)，并且界定出杆周围的有效密封区。

根据另一特征，锁紧件具有界定出狭缝的圆周端，当管状体的上端卷曲在所述锁紧件上时，圆周端紧靠彼此。因此，可以将锁紧件用作管状体上端和空心杆之间的单一接头，并且提供有效密封。

根据另一特征，锁紧件由聚缩醛制成，优选地由Delrin(迭尔林)制成。用这种材料，可以有利地实现卓越的尺寸稳定性和低摩擦。低摩擦防止杆的某些瑕疵塞住锁紧件。这样，锁紧件可以很好地安装到空心杆上(通过径向地向外延伸)然后在管状体卷曲部分的作用下压在空心杆上(即，通过径向地向内压紧)。

根据一个特殊的特征，管状体的上端包括与锁紧件的接触部分周向连续接触的环形卷曲部分，锁紧件的上部从接触部分向位于管状体外部的上端轴向地延伸。通过这样设置，增加了空心杆在锁紧件R内的引导。而且，锁紧元件的上端最终可以与命令杆而不是杆的放大部分啮合。因此，制作杆所用的材料减少。

根据另一特征，锁紧件为圆柱形，其径向法兰的外径与邻近卷曲部分的管状体部分的内径一致。管状体可包括一个台阶形部分，锁紧件法兰的下表面邻靠在台阶形部分上。根据这种设置，锁紧件牢固地附连在管状体上，而且杆的移动不会引起锁紧件的任何轴向位移。

采用具有法兰和较薄部分的锁紧件可有利地获取令人满意的阀门组件，其尺寸减小，可大量生产，而且生产设备可高速运转。

根据另一特征，卷曲部分和空心杆被径向间隙分开，该径向间隙在0.005mm至0.04mm之间，优选为大约0.02mm。这样就减小了杆与锁紧件之间的功能游隙。这能显著降低通过杆的放大下部与管状体内表面之间的气体的二次气流。采用合成树脂材料制成的锁紧件，降低了与杆(通常由金属材料制成，比如锌合金)的摩擦，其适合于获取小于或等于0.02mm的间隙，同时又不降低锁紧件的尺寸稳定性。

因为锁紧件的接触部分较薄，所以减少了制造锁紧件的材料的用量。通过这种设置还可以缩小管状体的直径，因此节省了制造管状体(典型地为金属管状体)的材料。

根据一个特殊的特征，锁紧件包括在径向法兰附近的等厚度的上部，其靠近径向法兰的等厚度大于邻近径向法兰的锁紧件下部的最大厚度。

根据一个特殊的特征，管状体是单一的金属件。这样，管状体适于被压配入或用类似的方法固定在位于气体存储器上壁的井中。

根据另一特征，管状体包括一个等厚度的圆柱形部分，该圆柱形部分的长度不小于管状体长度的60％。因此，该部件的形状很简单，而且管状体更易于制造。

根据一个特殊的特征，管状体界定出一个内部容积，阀门组件包括气流调整装置，该气流调整装置位于该内部容积内且构成一个单一的整体组件。气流调整装置可以通过卷曲管状体下端而被保持在管状体内。该设置有助于组装杆与气流调整装置。仅通过在管状体两相对端进行卷曲操作就可以组装阀门组件的这些主要部件。部件被有利地(全部地或部分地)置于管状体所界定的内部容积内。换言之，只用了一个部件(管状体)来定位锁紧件和气流调整装置，得到一个整体阀门组件。

本发明的目的还提供一种改良的气体打火机。

因此，根据本发明进一步提出一种气体打火机，它包含安装在布置于气体存储器上壁内的井中的阀门组件。通过将管状体压装到井中进行阀门组件的安装。

通过以下对非限制性实例的描述并参考附图，本发明的其它特征和优点对于本领域技术人员而言将会变得显而易见。

附图说明

图1是气体打火机顶部的垂直剖视图，显示了根据第一个实施例的处于安装状态的阀门组件；

图2是图1中阀门组件的垂直剖视图；以及

图3是图2中阀门组件中所用的锁紧件的透视图，其处于非安装状态。

具体实施方式

在各图中，相同的附图标记用来表示相同或相似的元件。

为了促进对本发明的理解，现将参照图1至图3所示的一个示例性非限制性的实施例。如图1所示，气体打火机1包括用来盛装处于压力下的燃料的存储器2，燃料可以是诸如异丁烷这样的部分液相燃料。

如图1所示，存储器2可由碗状物3构成，碗状物3的横截面优选为U形，并且具有图1中看不见的底壁和从底壁往上端4向上延伸的环形侧壁。

上端4可由顶壁5封闭，在所描述的实例中，顶壁5可以是通过行业内任何已知的方法固定在碗状物3上的一个独立部分，固定方法包括但不限于粘合、胶合、焊接、摩擦、压合等。作为一种选择，可将顶壁5与碗状物3制成一个整体部分。

存储器2优选为至少由一种刚性聚合物材料制成，例如非晶态聚合物材料或结晶聚合物材料，因此，存储器2可以是注射成型的。

存储器的顶壁5可进一步具有一个井6，在所示的实例中，井6沿着纵轴线Z延伸，而且有利的是其形状可为圆形对称的圆柱形。

一般而言，井6能够容纳由打火机的头部10所承载的命令杆9或类似的可移动操作装置驱动的阀门组件8，该阀门组件8覆在存储器2上面。在所描述的实施例中，优选地用头部10上的搭扣11(即双头螺栓)，将头部10保持与存储器的顶壁5相对，搭扣11通过卡扣安装或契扣与模制在存储器2的顶壁5内的互补搭扣12相配合。

头部10还可以形成一个支撑物，用于安装点火装置14和风挡13，风挡13形成抵挡风或气流的屏风或防护物。

例如，现有技术已众所周知的点火装置14可包括点火轮15和由弹簧17挤压在点火轮15上的打火石16，弹簧17容纳在头部10的圆形空腔18内。存储器2的顶壁5中形成一个互补空腔19，以容纳头部10的空腔18。然而，自然可以采用其它类型的点火装置，比如压电装置等。

如图2中进一步所示，阀门组件8包括一个刚性的并且在此由金属材料(例如金属或适当的合金)制成的管状体20。管状体20界定了分配装置的外管，而且可直接压配入井6。例如，专利申请WO 2009/112892中所公开的，还可以选择一个额外的管状构件，用于将阀门组件8插入井6中。

管状体20的下端21优选地具有一个调节装置，用来调整气体流量，例如，该调节装置可以是微孔膜22。如美国专利号4,496,309中所述的，该微孔膜22优选地包括一个单向伸展的具有伸长形状孔的聚丙烯膜。微孔膜22优选地保持抵靠在管状体20的内部肩状物20b上，肩状物20b在管状体20的下端21附近构成，这样使得微孔膜22能够覆盖在肩状物20b中心形成的孔口24。微孔膜22优选地通过刚性环25压靠在肩状物20b的底面上，该刚性环25通过卷曲管状体20的下端21使其自身保持在管状体20的底部。

如图1和图2所示，这里的阀门组件8包括气流调整装置，而且形成一个单独的整体气体分配组件。阀门组件8优选地包括一个具有气体出口管31的阀门构件30，该气体出口管31在点火装置14附近打开。管31优选地包括一个位于阀门组件8下部的关闭装置32。优选地，关闭装置32由弹性体材料制作，其被设计成在管31沿着井6内壁的纵轴线Z移动时关闭气道孔口24。管31优选地还包括一个或多个在关闭装置32附近形成的狭槽33，以便与管状体20的内部连通。

在此由刚性空心杆35界定的气体出口管31，其由能够抗诸如异丁烷这样气体的合金或适合的金属材料制成。有利的是可采用具有基底金属为锌以及合金元素为铝、锰和铜(例如锌合金)的合金作为空心杆35的基础材质。

如图2所示，空心杆35沿中心轴线从下端35a向上端35b延伸。下端35a可直接固定在关闭装置32上，狭槽33距离关闭装置32和空心杆35之间的接触面有一定距离。空心杆35安装在管状体20内，以便可轴向地位移。在这个非限制性实施例中，关闭装置32和空心杆35由此界定了阀门组件8的可移动阀门构件30。关闭装置32在此至少在其上端界定了与空心杆35接触的密封盘。空心杆35的上端35b是放大的，或者可由套管构成，套管使其能够通过命令杆9而啮合，这样，一旦该命令杆9位移，就可以使阀门构件30上升，从而通过管31的管口31a释放气体。

如图2所示，管31包括一个轴向孔，以及一个或多个由狭槽33界定的径向孔。按照这种设置，在空心杆35上端35b处的管口31a与环绕阀门构件30下端的空间31b连通。管状体20的下端21具有一个孔洞21a，其被设计用于与存储器2和具有上部开口O的上端20a连通，空心杆35穿过该上部开口O。当阀门构件30上升时，可以使来自存储器的气体在管状体20内从下端21流通到上端20a而进行分送。在此，气体经微孔膜22、孔口24、空间31b、径向孔，以及然后经管31的轴向孔流通。

仍继续参考图2，上端20a具有卷曲部分20c，用来将锁紧件R保持在管状体20的顶部。锁紧件R处于与管状体20相对的固定位置，并且围绕空心杆35的圆柱形部分36。锁紧件R围绕空心杆35的中心轴线X轴向地延伸，且为环形。在图1中，空心杆35的中心轴线X与井6的中心轴线Z完全一致，但是还可以设置为与中心轴线Z大体平行。锁紧件R在空心杆35的外部圆柱形部分36和管状体20的内表面之间提供气密密封。纵向地切割锁紧件R的一侧，以界定狭缝40(图3)，狭缝40从空心杆35的中心轴线X径向延伸。当阀门组件8处于安装状态时，锁紧件的内表面f1可以是圆柱形的形状。位于锁紧件R的外表面f2上的环形珠B径向地向外突出，以界定径向法兰。锁紧件R的环形珠B界定出一个下表面37，在此其邻近锁紧件R的下端41。下表面37可以是平面。环形珠B在管状体20的环形槽E中突出，环形槽E的内径大于与空心杆35接触的区域的内径。槽E由管状体20的台阶形部分20d界定，下表面37邻接管状体20的台阶形部分20d。

环形珠B还构成与管状体20的卷曲部分20c相接触的肩状物42。与卷曲部分20c啮合的接触部分C邻近环形珠B。环形珠B到锁紧件下端41a的距离小于到锁紧件上端41b的距离。锁紧件R的上部T1从接触部分C轴向延伸到位于由管状体20界定的内部容积外的上端41b。该上部T1加强了对锁紧件R内的空心杆35的引导。

如图3所示，环形珠B上方的接触部分C具有等厚度e1，该厚度大于锁紧件下部T2的最大厚度e2。锁紧件R的上部T1优选地为不比延伸到下端41a的下部T2薄。下部T2可朝下端41a逐渐缩小。上部T1在上端41b界定出一个适合于与命令杆9啮合的环形前表面。

由环形珠B所界定的下表面37与阀门组件8中的偏压元件38上端38a接触。在偏压元件38的下端38b处，偏压元件38与空心杆35的外部肩状物35c接触。偏压元件38优选地为螺旋弹簧。在图1和图2所示的非限制性实例中，锁紧件R的下部T2用来定弹簧的中心，并且防止弹簧与空心杆35之间的摩擦。作为选择，可以采用一个或多个弹性叶片或其它类似的偏压元件。

偏压元件38被设置成由锁紧件R固定，并且处于压缩状态，以便向阀门构件30施加偏置力，借此通常将关闭装置32保持在关闭位置。在这个位置上，关闭装置32保持对着底座39，该底座39形成为在内部肩状物20b或者类似的支撑构件上的凸台。

这样，当关闭装置32从底座39缩回时，即，阀门构件30向上位移时，气体通过底座39流入空间31b，并从那里经狭槽33和管31的轴向孔通过空心杆管口31a，在空心杆管口31a处，通过压电撞击器或机械撞击器可以将气体点燃，撞击器以常规方式产生火花。

在打开位置，空心杆35向上移动，使得锁紧件R所保持的偏压元件38被激发。相应的，当阀门构件30向下位移时(即，当空心杆35上端35b脱开时)，偏压元件38将关闭装置32推向底座39，从而闭合存储器2和空间31b之间的连通。

现参考图1，命令杆9可包括叉状物9a，叉状物9a被安装成绕着固定在头部10的销倾斜。叉状物9a具有第一端9b和第二端9c。第一端9b可与由锁紧件R的上正表面构成的下部肩状物以及在空心杆35的上端35b上形成的上部肩状物43配合，当使用者按下叉状物9的第二端9c时，空心杆35的上端35b从管状体20露出来，借此使得阀门组件8上升。

优选地，在叉状物9a第二端9c的底面与存储器2的顶壁5之间设置压缩弹簧50，因此，当不用打火机时，压缩弹簧向上偏置叉状物9的第二端9c并因此将阀门构件30偏置到闭合位置。

参考图3，锁紧件R可以是一个单件的塑料材料，比如是摩擦系数较低的合成树脂。在该非限制性实施例中，锁紧件R的各圆周端界定了狭缝40。当锁紧件R未安装在阀门组件8内时，狭缝40使分别由两个圆周端界定的锁紧件R的两条纵边40a、40b分离。狭缝40可用已知方法制取，比如通过切割一块周向连续的合成树脂。作为选择，根据一个次优选的实施例，锁紧件R可以是注射成型的，例如，两条纵边40a、40b(非安装状态下)之间的初始距离小于安装状态下内表面f1周长的1％-5％。

狭缝40以任何适当的形式(优选为对接切的形式)从环形的锁紧件R的内侧(表面f1)向锁紧件R的外侧(表面f2)延伸。例如，狭缝40可以从图3所示的中心轴线X径向延伸，还可以采用台阶式切割获取狭缝40。因此，尽管图3所示的边40a、40b是直边，但是也可以采用其它适合的形状。锁紧件R能很容易地被安装到空心杆35的圆柱形部分36上。实际上，因为空心杆35具有一个放大下部P1和一个放大上部P2，所以采用周向连续环形体进行安装更为复杂。

尽管图1和图2显示了单件空心杆35，但是也可以采用固定到构成全部或部分管31的主件上的附加元件获取放大上部P2，借此，放大上部P2的位置和外形与图1和图2中所示实施例的相似或相同。例如，这样的管状附加元件直接附连、焊接或(在卷曲管状体20的上端20a之后)卷曲到空心杆主件的圆柱形外面。主件与附加件优选地由相同材料制成。

参考图2，当锁紧件R被布置在管状体20和空心杆35之间时，锁紧件R适于用已知的方法进行压缩。在安装状态下(在卷曲上端20a之后)，狭缝40收缩，即，锁紧件R位于圆柱形部分36周围，处于周向收缩位置，其中，锁紧件R的内周长朝空心杆35的中心轴线X位移。可采用锁紧件R的薄型触头C，减少空心杆35和管状体20之间的径向间隙G。由于狭缝40的周向扩大，可以大量缩减厚度而不会在围绕空心杆35的配装步骤过程中引起问题。结果，径向间隙G可以是在0.005mm至0.04mm之间，优选地约为0.02mm。径向间隙G在此被界定在空心杆35的外部圆柱形部分36和在管状体20上端20a的卷曲部分20c之间。虽然接触部分C的厚度优选为0.02mm，但是根据具体的使用目的，也可以采用较大或较小的厚度。在图1至图3所示的实例中，阀门组件8为细长形状，阀门组件的直径接近于空心杆35的较大直径。例如，阀门组件8典型的长度可以是4至10mm之间，外径为1至2.5mm之间。

纵边40a、40b在阀门组件8中形成安装状态下锁紧件R的对接接头。随着间隙G缩小，阀门组件8的设置提供比常规阀门装置更有效的气密密封。

锁紧件R的合成树脂优选地具有摩擦系数较低的诸如锌合金这样的金属材料。该参数利于大大减少锁紧件R的厚度，至少是接触部分C处的厚度。可以从半晶态热塑性塑料类物质中选择合成树脂。这些热塑性塑料的特别适合的实例有：

-聚缩醛，比如聚甲醛(Delrin或其类似物)，

-聚酰胺，比如尼龙或尼拉特隆

-超高分子量聚乙烯。

考虑将聚缩醛作为首选材料，尤其是因为其热膨胀系数较低，比如采用迭尔林时(这种聚甲醛均聚物具有卓越的尺寸稳定性)，大约为8010^-6mm/℃。

虽然图1至图3所示的锁紧件R是与偏压元件38、卷曲部分20c以及空心杆35的中间圆柱形部分36接触的单独部件，但是可以理解的是，可以用两个或多个合成树脂制成的环形密封元件代替该单独部件，至少一个密封元件具有径向狭缝(具有狭缝的该元件优选地与卷曲部分20c接触)。

本发明结合优选实施例进行了说明。然而，这些实施例只是举例而已，本发明并非仅限于此。本领域技术人员可以理解的是，按照附于后的权利要求书所规定的本发明的范围内，可以很容易地作出其它的改变和修改，因此，仅意图使本发明受限于以下的权利要求书。例如，微孔膜22可以位于管状体20所界定的内部容积外，和/或锁紧件R可以从管状体20的孔洞21a插入，和/或孔洞21a可以相对于空心杆35的中心轴线X侧向偏移。

还应理解，可以在任何具有分配装置和气体存储器2的气体装置上实施本发明。

Claims (16)

1.一种用于气体打火机(1)的阀门组件(8)，包括：

刚性管状体(20)，其下端(21)具有被设计用来与气体存储器(2)连通的孔洞(21a)，其上端(20a)具有上部开口(O)；

空心杆(35)，其沿着中心轴线(X)从位于所述管状体内的下端(35a)经所述上部开口向位于所述管状体外的上端(35b)延伸，所述空心杆具有位于所述管状体(20)内的放大下部(P1)和位于外部的被设计用来与命令杆(9)配合的放大上部(P2)；

锁紧件(R)，其围绕所述空心杆(35)的圆柱形部分，所述管状体的上端卷曲在所述锁紧件(R)上，所述空心杆能经过所述锁紧件在闭合位置和打开位置之间移动，使得气体能够从下端的孔洞流向所述空心杆的上端；

其特征在于，所述锁紧件(R)为带有狭缝的环形，所述狭缝从所述锁紧件的内侧向所述锁紧件的外侧延伸，其中，所述锁紧件由合成树脂制成，使得所述狭缝能够周向扩大。

2.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述锁紧件(R)具有界定出所述狭缝(40)的圆周端(E1、E2)，当所述管状体的上端(20a)卷曲到所述锁紧件上时，所述圆周端紧靠彼此。

3.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述锁紧件(R)由聚缩醛制成。

4.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述管状体(20)的上端(20a)包括与锁紧件(R)的接触部分(C)周向连续接触的环形卷曲部分(20c)，所述锁紧件的上部(T1)从接触部分向位于所述管状体(20)外的上端(41b)轴向地延伸。

5.根据权利要求4所述的阀门组件，其特征在于，所述锁紧件(R)为具有径向法兰的圆柱形，所述径向法兰的外径与邻近所述卷曲部分(20c)的管状体部分的内径一致。

6.根据权利要求5所述的阀门组件，其特征在于，所述管状体(20)包括台阶形部分(20d)，所述锁紧件(R)的法兰的下表面(37)紧靠在所述台阶形部分(20d)上。

7.根据权利要求4所述的阀门组件，其特征在于，所述卷曲部分(20c)和所述空心杆(35)被径向间隙(G)分开，所述径向间隙在0.005mm至0.04mm之间。

8.根据权利要求7所述的阀门组件，其特征在于，所述径向间隙为0.02mm。

9.根据权利要求4所述的阀门组件，其特征在于，所述锁紧件(R)包括在径向法兰附近的等厚度(e1)的上部(T1)，该厚度大于邻近径向法兰的锁紧件下部(T2)的最大厚度(e2)。

10.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述狭缝(40)从所述中心轴线(X)径向地延伸。

11.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述管状体(20)是单一的金属件。

12.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述管状体(20)包括等厚度的圆柱形部分，所述圆柱形部分的长度(L1)不小于所述管状体长度(L2)的60％。

13.根据权利要求1所述的阀门组件，其特征在于，所述管状体(20)界定出一个内部容积，所述阀门组件(8)包括气流调整装置，所述气流调整装置位于所述内部容积内并且形成单一的整体组件。

14.根据权利要求1所述的阀门组件，包括一个气流调整装置，其通过卷曲所述管状体下端(21)而被保持在管状体(20)内。

15.一种气体打火机，包括一个具有顶壁(5)的气体存储器(2)和根据权利要求1至14中任一项所述的阀门组件(8)，所述管状体界定出阀门组件的外围面，其特征在于，所述阀门组件安装在布置于所述顶壁(5)内的井(6)中。

16.根据权利要求15所述的气体打火机，其特征在于，所述阀门组件(8)是通过压装所述管状体(20)而被安装在所述井(6)中的。