TW202110723A - 具有隔膜之膨脹容器及包含該膨脹容器之泵 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於經由一氣體之壓縮而容納及釋放一液體的膨脹容器，該膨脹容器包含一主體（1）、一隔膜（4）、用於該液體進入之一開口（2）及用於該氣體進入之一閥（3），其特徵在於該主體（1）由透明的塑膠材料製成。 本發明亦係關於一種包含此類膨脹容器之系統泵。

Description

具有隔膜之膨脹容器及包含該膨脹容器之泵

本發明係關於具有隔膜之膨脹容器領域，特定言之，本發明涉及一種由塑膠製成的具有隔膜之膨脹容器。

當前主要的問題為實現同時對溫度改變具有耐性、與飲用水接觸時無毒、同時維持足夠強度的具有隔膜之膨脹容器，因為產生及組裝此類膨脹容器由於各種不同結構限制而實施起來很複雜。

控制由於溫差或流量突變（所謂的水錘）引起之壓力變化尤其在家用及民用管道系統領域中特別重要，因為膨脹容器通常避免可能損壞的系統承受此類變化。

此外，膨脹容器可充當用於少量取水（withdrawal）之水儲集器，其中系統泵啟動之次數而相應減少，在漏泄的情況下亦如此。

當前市場上存在可用於各種領域中之膨脹容器，例如：用於已提及之用於民用供水之管道系統中，以補償由於溫差或水錘引起之壓力變化；用於汽車冷卻迴路中以補償熱膨脹之影響；用於灌溉系統中，以避免水錘同時有助於壓力調節；以及用於液壓中。

在當前所使用之各種膨脹容器中，存在敞開式膨脹容器及封閉式膨脹容器，其可具有不同形狀及大小。

特定言之，封閉式膨脹容器由剛性容器組成，該剛性容器通常由諸如鋁、鑄鐵、玻璃纖維等材料製成，分成焊接在一起的兩個蓋；膨脹容器中存在兩個體積可變之腔室，一個腔室容納迴路流體（水，幾乎不可壓縮），另一腔室容納藉助於專用閥而以某一壓力加載之空氣或氣體（可壓縮）。

兩個腔室之間存在分隔件，該分隔件為袋子或彈性隔膜（亦被定義為「肺」）；兩種最常使用之變體之不同之處在於此類隔膜在容器內部之定位及操作。

在此等變體中之第一者中，膨脹容器由外殼體（呈鑄鐵、玻璃纖維、鋁等形式）、隔膜、進水口及空氣入口組成；特定言之，隔膜連接至進水口，且可由於由氣體進入或離開所引起之相鄰腔室中之壓力改變而改變其在膨脹容器內部之體積，在後一種情況下，藉由將水引入其中且有利地確保水本身決不與容器之金屬壁接觸。然而，當未使用膨脹容器時，例如在使用之前的儲存期間，空的隔膜在其內部皺縮，彎折；隨著時間推移，彎折線（bending lines）可能損壞，皆因為構成隔膜之彈性材料及其經受之應力之循環性質之特性。

在第二變體中，膨脹容器亦由外殼體（由鑄鐵、玻璃纖維、鋁等製成）、隔膜、進水口及空氣入口組成；特定言之，隔膜連接至空氣入口，使得隔膜外部及膨脹容器之壁內部的水所占體積增加或減小。在此情況下，當未使用膨脹容器時，隔膜有利地完全伸展且充滿空氣，與殼體之壁接觸。儘管避免了上文所提及的由隔膜自身皺縮所引起的問題，但此解決方案的缺點為在使用時水與容器之壁直接接觸，此增加了污染及隨之而來的毒性的風險。

兩種變體之共同特徵為膨脹容器（尤其較大的膨脹容器）必須具有足夠的抗性及強度以承受其自身重量（視情況而定），在其中容納一定量之水，且支撐連接至容器自身之馬達。

此外，所描述之變體之共同缺點與構造要求有關，該等構造要求需要在構成膨脹容器之外殼體的兩個蓋之間存在焊接線。儘管此類焊接線之存在使得有可能簡化諸如容器之運輸及隔膜之裝配/拆卸等製程，但焊接線與隔膜之間的循環摩擦可引起沿其表面之裂痕。

因此，在上述要求內，本發明之主要目標為製造一種能夠克服上述技術缺點的具有隔膜之膨脹容器，且特定言之，製造一種以水污染之角度來看為安全的且同時經久耐用的具有隔膜之膨脹容器。

本發明之又一目標為製造一種足夠堅固的具有隔膜之膨脹容器。

本發明之另一目標為製造一種與同飲用水接觸相容的膨脹容器。

本發明之又一目標為製造一種至少部分透明的膨脹容器，以便有助於諸如偵測滯留其內部之任何外來物體及/或裝配/拆卸隔膜之製程。

本發明之另一目標為製造一種容易運輸、對溫度突變及UV射線具有抗性的具有隔膜之膨脹容器。

本發明之又一目標為獲得一種與所實現之優點相比製造簡單且經濟的具有隔膜之膨脹容器。

此等及其他目標藉由根據本發明之具有隔膜之膨脹容器來實現，如將隨後在本說明書中更好地顯露。預形體在由尤其在吹塑（blow-molding）製程中使用之半成品組成之塑膠材料容器之生產中已知有一段時間，，且其主體具有帶有封閉端部之大致細長管狀結構。

在相對端部處存在待連接至吹製機器的具有可變直徑之螺紋開口，其大小在製程結束時保持不變。

另一方面，正因為製程之性質，主體之壁厚度在吹製期間減小，壁厚度之減小越多，容器之最終體積將越大。

然而，此類預形體之缺點為不適於容納隔膜或空氣進入閥，因此不適於充當膨脹容器。

另一缺點為傳統預形體（限於相對較小體積）之大小不適合於製造具有至少20升容量之膨脹容器。

以有利方式，具有隔膜之塑膠材料膨脹容器可基本上由適合於與飲用水接觸且無毒並且足夠堅固的非吹製聚合材料預形體製成。

在其他具體實例中，具有隔膜之塑膠材料膨脹容器基本上由厚度大於傳統預形體之聚合材料預形體製成，該預形體經吹製以獲得預設厚度，以確保更大強度，尤其適合於較大膨脹容器。

因此，本發明之目標為一種經由流體之壓縮而容納及分配液體之膨脹容器，其包含主體、隔膜、用於液體進入之開口及用於氣體進入之閥。

詳言之，主體由至少部分透明的塑膠材料製成，以允許偵測滯留其內部之任何外來物體及/或對隔膜之可能損壞。

較佳地，根據本發明，膨脹容器之主體為預形體。

在其他具體實例中，上述預形體在具有適合的初始厚度時可被吹製成獲得與其用途及其將容納之容量相容的壁厚度。

此特徵將允許產生不同大小及容量之膨脹容器，同時總是獲得適合厚度以支撐待容納之液體之重量。

預形體有利地在第一端部處具有入口，隔膜可插入該入口及自該入口取出。

在第二端部處可存在用於將隔膜固定在預形體內部之支撐元件。

以有利方式，隔膜內部之上述支撐元件可包含用於氣體進入之閥。

此外，同樣根據本發明，膨脹容器之主體可藉由模製獲得。

同樣，主體可一件式形成以在內部呈現完全光滑的表面，從而避免可能引起損壞的隔膜摩擦。

在此情況下，主體可包含整合式支撐構件，其允許在使用時支撐主體。

用於設備之泵可有利地包含上述膨脹容器。

參考所提及之圖式，作為本發明之目標的具有隔膜之膨脹容器包含塑膠材料預形體。特定言之，根據本發明之第一具體實例，具有隔膜之塑膠材料膨脹容器（圖1、圖2及圖3）包含主體1，該主體1由不經吹製即使用之預形體1組成，該預形體1在相對側上具有：用於液體（例如，水）之進口2，其位於容器之安裝位置下方；及用於氣體（例如，空氣）進入之閥3，其位於容器之安裝位置上方。在預形體1之上部部分（對應於氣體進入閥3）中，存在孔7，螺釘5互鎖在孔7中，該螺釘5在相對於膨脹容器之內端部中具有支撐元件6，該支撐元件6允許隔膜4在氣體進入閥3之側上固定至預形體1。

在第一具體實例之又一變體中，具有隔膜之塑膠材料膨脹容器（圖1、圖2及圖3）中所包含之元件相對於上文所描述之位置且相對於預形體之側處於反向位置。

因此，用於液體（例如，水）之開口2位於容器之安裝位置上方，且用於氣體（例如，空氣）進入之閥3位於容器之安裝位置下方。

特定言之，在其第一具體實例中，作為本發明之目標的塑膠材料膨脹容器之操作實質上如下。

在附圖1中詳細展示之非使用位置中，彈性隔膜4完全伸展且因此充滿自氣體進入閥3進入之空氣；該隔膜4實質上與該預形體1之壁接觸，且用於液體之開口2由於充滿空氣之該隔膜4之總尺寸而完全阻塞。

圖2及圖3展示膨脹容器之填充或排空階段的兩個不同但連續的時刻，根據該等時刻，經由改變自該氣體進入閥3進入之空氣之壓力，在該彈性隔膜4外部且在該預形體1之壁內部的自用於液體之該進口2進入的水所占體積增加或減小。

替代地，在本發明之尤其適合用於較大膨脹容器之第二較佳變體中，參看圖4、圖5、圖6及圖7，具有隔膜之塑膠材料膨脹容器實質上由厚度大於傳統預形體之預形體1開始製造，該預形體1例如藉由吹塑而經吹製以獲得適合於支撐所需負荷之預設厚度，該預形體1在相對側上具有用於液體（例如，水）之進口2及用於氣體（例如，空氣）進入之閥3。在預形體1的對應於氣體進入閥的部分中，存在孔7，螺釘5互鎖在孔7中，該螺釘5在相對於膨脹容器之內端部中具有支撐元件6，該支撐元件6允許彈性隔膜4在氣體進入閥3之側上固定至預形體1。

特定言之，在第二應用變體中，作為本發明之目標的塑膠材料膨脹容器之操作實質上如下。

在附圖4中詳細展示之非使用位置中，展示具有增加之厚度的預形體1，其在吹製製程之後具有允許增加該膨脹容器之容量的體積，彈性隔膜4完全伸展且因此充滿自氣體進入閥3進入之空氣，該隔膜4完全與該預形體1之壁接觸，且用於液體之開口2由於充滿空氣之該隔膜4之總尺寸而完全阻塞。

圖6及圖7展示膨脹容器之填充或排空階段的兩個不同但連續的時刻，根據該等時刻，經由改變自該氣體進入閥3進入之空氣之壓力，在該彈性隔膜4外部且在該預形體1之壁內部的自用於液體之該進口2進入的水所占體積增加或減小。

圖8展示在兩個具體實例中，在氣體進入閥下方的用於將隔膜固定在預形體內部所需的機構之又一細節。

在氣體進入閥3之側上，該預形體1中存在孔7，螺釘5互鎖在孔7中，該螺釘5在相對於膨脹容器之內端部中具有支撐元件6，該支撐元件6允許彈性隔膜4在氣體進入閥3之側上固定至預形體1。

圖9描述分別根據圖9中用L指示之縱向方向的兩個不同方向，隔膜4經由液體之開口2進入/離開預形體1之插入或取出階段；特定言之，由螺釘5、其支撐元件7所形成之耦接系統在氣體進入閥3之側上用螺釘固定且互鎖在預形體1之孔7內部。

根據相對於上文所描述之兩個具體實例（圖1至圖7）的另一具體實例，膨脹容器之操作機制可與上文所描述之操作機制相反，更詳言之：隔膜4最初為空的且連接至液體之進口2。在膨脹容器之填充或排空階段之兩個不同但連續的時刻中，隔膜4經由改變自該外部氣體進入閥3進入或離開之空氣相對於該隔膜2的壓力而改變包含於其中之液體的體積（自該液體進口2進入或離開）。以此方式，在此具體實例中，液體含於隔膜4內且因此不與膨脹容器之壁接觸。

在本發明之另一具體實例中，包含與上文所描述具體實例相同之特性的具有隔膜之塑膠材料膨脹容器經由使用經由模製技術而獲得之主體製造，從而有利地獲得具有所要尺寸及形狀之膨脹容器。

以此方式，獲得由塑膠材料預形體製造之具有隔膜之塑膠材料膨脹容器。

如上文所描述且根據附圖1、附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6、附圖7、附圖8及附圖9中詳細說明之實例，由此產生之膨脹容器因此具有： - 隔膜之裝配及拆卸操作的簡易性及速度； - 與已知解決方案相比，使用之可靠性及安全性； - 容納飲用水之適用性； - 以水污染角度來看之安全性； - 比已知解決方案相比之更高堅固性； - 對任何類型之情形及所容納液體之體積的通用性及適應性； - 膨脹容器自身之更高抗性； - 運輸過程之簡易性； - 對突發溫度改變及UV光線之抗性； - 與傳統解決方案相比，關於所實現益處之成本限制。

所描述之本發明可以若干方法修改及調整而不脫離本發明概念之範圍。

此外，全部細節可由其他技術上等效之元件替換。

最後，所使用之組件（只要其與特殊用途相容）以及尺寸可根據需要及先前技術改變。

當以下申請專利範圍中所提及之特性及技術後面有參考符號時，僅使用此類參考符號以增加申請專利範圍自身之可理解性，且因此參考符號不以任何方式構成對僅藉助於實例藉由參考符號識別之各元件的解釋的限制。

無

根據本發明之具有隔膜之塑膠材料膨脹容器的其他特徵及優點將自參考較佳及例示性（但非限制性）具體實例之三個變體之以下描述且自隨附圖式而更顯而易見，其中： •    [圖1]示意性地展示根據本發明之膨脹容器之第一具體實例的縱向截面，其中容器處於不使用狀態； •    [圖2]係關於圖1中之膨脹容器，其中容器處於中間填充階段； •    [圖3]係關於圖1中之膨脹容器，其中容器處於後期填充階段； •    [圖4]示意性地展示根據本發明之膨脹容器之第二具體實例的縱向截面，其中容器處於不使用狀態； •    [圖5]展示圖4中之膨脹容器，該膨脹容器在吹製之後仍處於不使用階段； •    [圖6]展示圖4中之膨脹容器，其處於中間填充階段； •    [圖7]展示圖4中之膨脹容器，其處於後期填充階段； •    [圖8]示意性地展示適用於圖1及圖4中之膨脹容器的隔膜耦接系統的細節； •    [圖9]示意性地展示將隔膜插入圖1或圖4中之膨脹容器中之任一者中的插入階段。

Claims (10)

1. 一種用於經由一氣體之壓縮而容納及分配一液體的膨脹容器，該膨脹容器包含一主體（1）、一隔膜（4）、用於該液體進入之一開口（2）及用於該氣體進入之一閥（3），其特徵在於該主體（1）由至少部分透明的塑膠材料構成。
2. 如請求項1之膨脹容器，其中該主體為用於實現吹製塑膠容器之一預形體（1），其具備與一第一端部相對應之一入口（2; 7）。
3. 如請求項2之膨脹容器，其中該隔膜（4）適合於經由該入口（2; 7）而插入該預形體（1）及/或自該預形體（1）取出。
4. 如請求項2或3之膨脹容器，其中該膨脹容器包含在該預形體（1）之一第二端部處的一孔（7）及適合於將該隔膜（4）固定在該預形體（1）中之一支撐元件（6），該支撐元件（6）固定至該孔（7）。
5. 如請求項4之膨脹容器，其中該支撐元件（6）包含用於該氣體進入該隔膜（4）內部之該閥（3）。
6. 如請求項2至5中任一項之膨脹容器，其中該預形體（1）經吹製以獲得一預設厚度。
7. 如請求項1至5中任一項之膨脹容器，其中該主體（1）藉由模製獲得。
8. 如請求項1至7中任一項之膨脹容器，其中該主體（1）以一單件形式獲得。
9. 如請求項8之膨脹容器，其中該主體（1）具有適合於在使用時支撐該主體（1）之整合式支撐構件。
10. 一種用於設備之泵，其包含如請求項1至9中任一項之膨脹容器。

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