ТРУБА С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕЛИВА
PIPE WITH OVERFLOW PROTECTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области трубной арматуры, и в частности относится к устройству с защитой от перелива.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При управлении потоком жидкости пользователи полагают, что нахождение потока жидкости в трубопроводе соответствует их требованиям, то есть, когда поток жидкости необходим, жидкость протекает по трубопроводу в определенном направлении; когда поток жидкости не требуется, не происходит перелива или не создается обратный поток, чтобы избежать потерь жидкости и случайных повреждений.
В настоящее время большинство трубок не оснащены конструктивными элементами для управления потоком жидкости, а имеют простые полости. При использовании трубок с чашей сжимается или нагревается жидкостью чаша, что может привести к переполнению трубки жидкостью. Это приводит к перерасходу ресурсов. Более того, если температура жидкости высока, быстрый контакт с человеческим телом, скорее всего, приведет к ожогам эпидермиса. Известная из уровня техники трубка не имеет конструктивного элемента, замедляющего поток жидкости, и при ее использовании могут возникать опасные ситуации.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения вышеуказанных технических проблем предназначено настоящее изобретение, относящееся к трубе с клапаном для защиты от перелива текучей среды, содержащей: стенку трубы и клапан; при сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению стенки трубы, внутренней боковой границе стенки трубы является овальным, овал (эллиптическая форма) симметричен вдоль большей (длинной) оси эллипса или асимметричен вдоль большей оси эллипса, то есть эллиптическая форма разделена на две дуги прямой линией, где расположена большая ось эллиптической формы, а кривизна двух дуг может быть одинаковой или разной; поперечное сечение по наружной боковой границе стенки трубы имеет замкнутую кольцевую форму; при сечении в плоскости, где расположены большая ось эллиптической формы внутренней боковой поверхности и стенка трубы продольном направлении клапана имеет V-образное конструктивное выполнение, клапан является центрально-симметрическим относительно начала образования эллиптической формы поперечного сечения внутренней боковой поверхности и соединен с внутренней боковой поверхностью, клапан снабжен зазором для однонаправленного прохождения текучей среды.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что при сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению стенки трубы, по наружной боковой границе стенки трубы является овальным (эллиптическим), овальное начало образование при сечении наружной боковой поверхности совпадает с овальным началом образования при сечения внутренней боковой поверхности; при сечении вдоль направления кривой эллиптической формы внутренней боковой поверхности толщина стенки трубы постепенно уменьшается от конца малой (короткой) оси эллиптической формы до конца большой оси эллиптической формы.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что диапазон отношения толщины стенки трубы на конце малой оси сечения эллиптической формы к толщине стенки трубы на конце большой оси сечения эллиптической формы составляет от 2 до 0,9-1,2.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что отношение длины главной оси к малой оси поперечного сечения эллиптической формы внутренней боковой поверхности составляет от 5 до 3,5-4,5.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что в плоскости, где расположены главная ось сечения эллиптической формы внутренней боковой поверхности и продольное направление стенки трубы, верхний профиль стенки трубы представляет собой дугообразную (дугу) кривую со средней частью, изогнутой вверх.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что ребра усиления расположены на V-образных острых углах клапана, а ребра усиления коллинеарны малой оси эллиптической формы внутренней боковой поверхности, а два конца ребра усиления соединены со стенкой трубы и совпадают с малой осью поперечного сечения эллиптической формы.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что клапан имеет зазор, предусмотренный в середине усиливающих ребер, а продольное направление зазора совпадает с направлением усиливающих ребер.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что верхняя поверхность стенки трубы представляет собой дугообразную поверхность, а дугообразная поверхность плавно переходит с внутренней боковой поверхности и внешней боковой поверхности стенки трубы.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что длина клапана от верхней поверхности стенки трубы находится в диапазоне от 5 мм до 20 мм.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что стенка трубы и клапан выполнены за одно целое и изготовлены из термопластичного эластомерного материала.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что две боковые стенки клапана V-образной формы выполнены плоскими.
Вышеупомянутая труба с защитой перелива дополнительно предпочтительно выполнена так, что две боковые стенки клапана V-образной формы представляют собой дугообразные изогнутые поверхности с центром, изогнутым вниз.
По сравнению с предшествующим уровнем техники преимущества и положительные эффекты настоящего изобретения заключаются в следующем:
Когда труба по настоящему изобретению не обеспечивает всасывание, зазор клапана находится в закрытом положении, и течение жидкости блокируется на клапане и не переливается. Когда труба обеспечивает всасывание, стенка трубы деформируется, что, в свою очередь, приводит к деформации клапана. Когда клапан деформируется, две боковые стенки V-образной формы изгибаются вниз, а зазор изгибается, деформируется и открывается, тем самым обеспечивая проход, по которому течет жидкость. Жидкость вытекает наружу из клапана при всасывании. В настоящем изобретении клапан с V-образной конструкцией установлен на стенке трубы с эллиптическим поперечным сечением внутренней боковой поверхности, так что жидкость перемещается под действием всасывания и не будет переливаться под воздействием теплового расширения или сжатия или под воздействием давления в чаше, предотвращая утечку жидкости, а также ошпаривание и случайное обрызгивание пользователя, обеспечивая личную безопасность. В то же время клапан по настоящему изобретению может обеспечивать буферный эффект при протекании жидкости, исключая недостатков чрезмерно быстрого потока жидкости, а также предотвращая попадание жидкости за пределы стенки трубы через клапан и вызывая загрязнение жидкости.
В настоящем изобретении толщина стенки трубы в эллиптическом окружном направлении поперечного сечения внутренней боковой поверхности постепенно становится тоньше от конца малой оси до конца большой оси, что может гарантировать, что деформация стенки трубы, создаваемая силой всасывания, включает в себя сжатие стенки трубы в направлении малой оси и расширение в направлении большой оси, тем самым контролируя деформацию зазора клапана и точно контролируя наличие или отсутствие жидкости в трубе.
В плоскости, где расположена большая ось эллиптического сечения внутренней боковой поверхности и продольное направление стенки трубы, верхний профиль стенки трубы по настоящему изобретению представляет собой дугообразную кривую со средней частью, изогнутой вверх, что может дополнительно гарантировать, что деформация стенки трубы, создаваемая силой всасывания, обеспечит сжатие стенки трубы в направлении малой оси и расширение в направлении большой оси, тем самым точно контролируя деформацию верхней части стенки трубы.
V-образные острые углы клапана по настоящему изобретению снабжены ребрами жесткости, которые могут создавать внешнее усилие вдоль малой оси эллиптической формы сечения на стенке трубы, обеспечивая герметизирующий эффект клапана. В то же время это также может увеличить усталостный ресурс клапана и увеличить количество открываний и закрываний зазора клапана, тем самым увеличивая срок его службы.
Верхняя поверхность стенки трубы по настоящему изобретению представляет собой дугообразную поверхность, которая позволяет избежать возможности порезов пользователя, вызванных краями и углами верхней поверхности трубы. Верхняя поверхность трубы выполнена круглой и гладкой, что удобно при использовании и обеспечивает приятные ощущения при тактильном контакте.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлено изображение трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 представлен вид спереди трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На рис. 3 представлен вид в разрезе трубы, изображенной на фиг. 2.
На фиг. 4 представлен вид сбоку трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На рис. 5 представлен вид в разрезе трубы, изображенной на фиг. 4.
На фиг. 6 представлен вид сверху трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. 7 представлен вид снизу трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. 8 представлено изображение трубы в разрезе, когда у данных двух створок клапана дугообразные изогнутые поверхности.
На фиг. 9 представлен второй вариант выполнения трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. 10 представлен третий вариант выполнения трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. 11 представлена четвертый вариант выполнения трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению.
На фиг. изображены следующие конструктивные элементы: 1-стенка трубы; 2-клапан; 3-зазор; 4-усиливающее ребро; 5-верхняя поверхность.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Наилучшие варианты осуществления настоящего изобретения будут четко и полностью описаны ниже со ссылкой на иллюстрациях в примерах. Специалисты в данной области техники понимают, что приведенные конкретные варианты осуществления являются лишь частью на практике вариантов для осуществления данного технического решения. Основываясь на конкретных вариантах осуществления изобретения, другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области без творческого вклада, подпадают под объем правовой охраны настоящего изобретения.
Термины, например как «продольный», «поперечный», «вверх», «вниз», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», « верхний», «нижний» и т.д., играют роль для характеристики ориентации или позиционного соотношения на иллюстрациях, а также для удобства восприятия описания настоящего изобретения, те термины, которые не требуют определенной характеристики уточнения расположения конструктивных элементов и способов реализации при осуществлении настоящего изобретения, не должны пониматься как ограничивающие объем правовой охраны.
Термины "соединяться" или "присоединение", используемые в настоящем изобретении, следует понимать в широком смысле, например, это может быть фиксированное соединение или разъемное соединение; может пониматься как присоединяться напрямую или косвенно через промежуточный компонент. Специалисты в данной области могут понять конкретные значения вышеуказанных терминов в зависимости от конкретных ситуаций.
Как показано на фиг. с 1 по 11, на фиг. 1 представлена конструктивная схема трубы с клапаном для предотвращения перелива согласно настоящему изобретению; фиг. 2 - вид спереди трубочки согласно настоящему изобретению; фиг. 3 труба в разрезе, которая изображена на фиг. 2; фиг. 4 - вид сбоку трубы согласно настоящему изобретению; фиг. 5 -труба в разрезе, изображенная на фиг.4; фиг. 6 - вид сверху трубы согласно настоящему изобретению; фиг. 7 - вид снизу трубы согласно настоящему изобретению; фиг. 8 -конструктивная схема, когда у клапана створки дугообразно изогнутые; фиг. 9 - вторая конструктивная схема трубы согласно настоящему изобретению; фиг. 10 - третья конструктивная схема трубочки согласно настоящему изобретению; фиг. 11 - четвертая конструктивная схема трубы согласно настоящему изобретению.
Как изображено на фиг. 1, фиг. 9, фиг. 10 и фиг. 11, настоящее изобретение относится к трубе с клапаном для предотвращения перелива, которая в основном включает в себя стенку трубы 1 и клапан 2. В плоскости, перпендикулярной продольному направлению стенки трубы, поперечное сечение внутренней боковой границы стенки трубы 1 является эллиптическим, эллиптическая форма симметрична вдоль главной оси эллипса или асимметрична вдоль главной оси эллипса, то есть эллиптическая форма разделена на две дуги прямой линией, где расположена главная ось эллипса, и кривизны двух дуг одинаковы или различны; поперечное сечение наружной боковой границы стенки трубы 1 имеет замкнутую кольцевую форму; в плоскости, где расположены большая ось эллипса внутренней боковой поверхности и продольное направление стенки 1 трубы, поперечное сечение клапана 2 представляет собой V-образную конструкцию, клапан 2 центросимметричен относительно начала образования эллиптической формы поперечного сечения внутренней боковой поверхности и соединен с внутренней боковой поверхностью, в клапане 2 предусмотрен зазор 3 для однонаправленного прохождения жидкости.
В частности, как показано на фиг. 1, фиг. 9 и фиг. 10, в примере осуществления настоящего изобретения поперечное сечение по внутренней боковой границе стенки 1 трубы является эллиптическим, и эллиптическая форма сечения симметрична вдоль главной оси эллипса, то есть эллиптическая форма сечения разделена на две дуги прямой линией, где расположена главная ось эллиптической формы сечения, и кривизны двух дуг одинаковы; поперечное сечение клапана 2 имеет V-образную форму, и в клапане 2 предусмотрен зазор 3. Когда труба с защитой от перелива не обеспечивает всасывание, зазор 3 находится в закрытом состоянии, и жидкость блокируется клапаном 2 и не переливается. Когда стенка 1 трубы подвергается всасыванию, стенка 1 трубы деформируется (стенка 1 трубы сжимается в направлении малой оси эллиптической формы сечения и расширяется в направлении большой оси эллиптической формы сечения), что, в свою очередь, приводит к деформации клапана 2. Когда клапан 2 деформируется, две боковые стенки V-образной формы изгибаются вниз, а зазор 3 изгибается и деформируется, открываясь, тем самым обеспечивая проход, по которому течет жидкость. Жидкость вытекает наружу из клапана 2 путем всасывания. В настоящем изобретении клапан 2 с V-образной конструкцией установлен на стенке 1 трубы с эллиптическим поперечным сечением внутренней боковой поверхности, так что жидкость перемещается под действием всасывания и не будет переливаться под воздействием теплового расширения или сжатия или под воздействием давления в чаше, предотвращая перерасход жидкости, а также ошпаривание и случайное обрызгивание пользователя, обеспечивая личную безопасность пользователя. В то же время клапан 2 по настоящему изобретению может обеспечивать буферный эффект при протекании жидкости, исключая высокую скорость потока жидкости, а также предотвращая попадание жидкости за пределы стенки 1 трубы через клапан 2 и вызывая загрязнение жидкости. Поперечное сечение наружной боковой поверхности стенки трубы 1 по настоящему изобретению имеет замкнутую кольцевую форму, форма замкнутого кольца специально не ограничена, при условии, что стенка трубы 1 сжимается под действием всасывания в направлении малой оси эллиптической формы сечения и расширяется в направлении большой оси эллиптической формы поперечного сечения внутренней боковой поверхности. В частности, как показано на фиг. 1, поперечное сечение наружной боковой поверхности по настоящему изобретению может быть эллиптическим, что повышает комфорт пользователя во время использования. Как показано на фиг. 9, поперечное сечение наружной боковой поверхности по настоящему изобретению может представлять собой вогнутый многоугольник с двумя тупыми углами. Направление центральной линии двух тупых углов совпадает с направлением главной оси эллиптической формы поперечного сечения внутренней боковой поверхности. Когда происходит всасывание, тупые углы наружной боковой поверхности становятся больше, и стенка 1 трубы деформируется, побуждая зазор 3 открываться и пропускать жидкость. Как показано на фиг. 10, поперечное сечение наружной боковой поверхности по настоящему изобретению также может представлять собой эллипс с зубцами (зубьями), по которым может циркулировать воздух, когда она вставляется в герметизирующую пленку жидкости (например, напитки с герметизирующей пленкой, в которую она внесена) для уменьшения силы всасывания при перемещении жидкости. Как показано на фиг. 11, в другом примере настоящего изобретения поперечное сечение внутренней боковой поверхности стенки 1 трубы является эллиптическим, и эллиптическая форма асимметрична вдоль главной оси эллипса, то есть эллиптическая форма разделена на две дуги прямой линией, где расположена главная ось эллиптической формы сечения, и кривизны двух дуг различны.
Настоящее изобретение при использовании не ограничено по типу среды, и его можно широко использовать для обеспечения потока любой среды. Тип среды может быть газообразным, жидким или коллоидным. В то же время настоящее изобретение не ограничивает длину стенки трубы 1. Стенка трубы 1 может быть вставлена в корпус стакана отдельно, также может быть собрана на конце трубопровода или собрана на крышке бутылки для использования. Например, при применении для подачи коллоидов настоящее изобретение может быть собрано на бутылочке для кормления и использовано в качестве соски для предотвращения захлебывания и ожогов у младенцев; при применении для подачи жидкостей настоящее изобретение может быть собрано на кружке-непроливайке, что удобно для использования на открытом воздухе и позволяет избежать случайного разлива воды; при применении для подачи газа настоящее изобретение может быть собрано на кислородной трубке и использовано в сочетании с дыхательным аппаратом пациента, чтобы избежать чрезмерного перерасхода кислорода и возникновения отходов.
Настоящее изобретение, как показано на фиг. с 1 по 11, также обеспечивает следующие варианты осуществления:
Для точного управления подачей-прекращением подачи жидкости по трубе, как показано на фиг. 6 и фиг. 7, в плоскости, перпендикулярной продольному направлению стенки 1 трубы, поперечное сечение наружной боковой стенки 1 трубы имеет эллиптическую форму, начало образования эллиптического поперечного сечения наружной боковой стенки совпадает с началом образования эллиптического поперечного сечения внутренней боковой стенки; вдоль направления кривой эллиптической формы внутренней боковой стенки толщина стенки 1 трубы постепенно уменьшается от конца малой оси эллиптической формы до конца главной оси эллиптической формы. Предпочтительно диапазон отношения толщины стенки трубы 1 на конце малой оси эллиптической формы к толщине стенки трубы 1 на конце большой оси эллиптической формы составляет от 2 до 0,9-1,2. Кроме того, отношение длины большой оси к малой оси эллиптической формы поперечного сечения внутренней боковой стенки составляет от 5 до 3,5-4,5. В настоящем изобретении толщина стенки 1 трубы в эллиптическом окружном направлении постепенно уменьшается от конца малой оси к концу большой оси, что может гарантировать, что деформация стенки 1 трубы, создаваемая силой всасывания, включает в себя сжатие стенки трубы в направлении малой оси и расширение в направлении большой оси эллиптической формы, тем самым контролируя деформацию зазора 3 и точно контролируя подачу-прекращение подачи жидкости по трубе.
Для точного контроля состояния деформации верхней части стенки трубы 1 при всасывании, как показано на фиг. 2-5, в плоскости, в которой расположены большая ось эллиптической формы внутренней боковой стенки и продольное направление стенки трубы 1, верхний профиль стенки трубы 1 представляет собой дугообразную кривую со средней частью, изогнутой вверх, в сочетании с конструктивным выполнением, согласно которой толщина стенки трубы 1 в эллиптическом окружном направлении постепенно становится тоньше от конца малой оси до конца большой оси, что может дополнительно гарантировать, что деформация стенки трубы 1, создаваемая силой всасывания, включает в себя сжатие стенки трубы в направлении малой оси и расширение в направлении большой оси эллиптической формы, тем самым точно контролируя деформацию верхней части стенки трубы 1.
Для улучшения уплотняющего эффекта и срока службы клапана 2, как показано на фиг.1 и фиг. 3, V-образные острые углы клапана 2 снабжены усиливающими ребрами 4, и оба конца усиливающих ребер 4 соединены со стенкой трубы 1 и совпадают с малой осью поперечного сечения эллиптической формы стенки трубы 1. При использовании стенка 1 трубы деформируется всасыванием, и клапан 2 подвергается давлению стенки 1 трубы, чтобы открыть зазор 3 и обеспечить проход жидкости. В это время усиливающие ребра 4 деформируются и изгибаются с деформацией клапана 2. Когда всасывание прекращается, стенка трубы 1 восстанавливается после деформации, зазор 3 закрывается, а усиливающие ребра 4 также восстанавливается после деформации. Когда усиливающие ребра 4 восстанавливаются после деформации, на стенку 1 трубы вдоль направления малой оси эллиптической формы сечения воздействует внешняя сила, которая может в определенной степени компенсировать восстановление после деформации стенки 1 трубы, если стенка 1 трубы не восстановилась после деформации, чтобы обеспечить герметизирующий эффект клапана 2. В то же время, устанавливая усиливающие ребра 4 на V-образных острых углах клапана 2, настоящее изобретение может увеличить усталостный ресурс клапана 2 и увеличить количество открываний и закрываний зазора 3 на клапане 2, тем самым увеличивая срок службы клапана 2.
Для облегчения регулирования расхода жидкости и уплотняющего эффекта клапана 2, как показано на фиг. 3, фиг. 5, фиг. 8 и фиг. 9, клапан 2 по настоящему изобретению снабжен зазором 3 в середине усиливающих ребер 4. Продольное направление зазора 3 совпадает с направлением усиливающих ребер 4, что может обеспечить синхронную деформацию зазора 3 и усиливающих ребер 4 и улучшить герметизирующий эффект клапана 2. Кроме того, длина зазора 3 не превышает длины усиливающих ребер 4.
Для того чтобы улучшить использование, как показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4, верхняя поверхность 5 стенки 1 трубы представляет собой дуговую поверхность, и поверхность дуги плавно переходит с внутренней боковой поверхности и внешней боковой поверхности стенки 1 трубы, что позволяет избежать возможности порезов, вызванных краями и углами верхней поверхности 5 для пользователя. Верхняя поверхность 5 трубы выполнена круглой и гладкой, что удобно при использовании и обеспечивает приятные ощущения при тактильном контакте.
Чтобы облегчить пользователю всасывание жидкости, как показано на фиг. 3 и фиг. 5, длина клапана 2 от верхней поверхности 5 стенки 1 трубы (самая высокая точка на клапане 2 и самая низкая точка на верхней поверхности 5 стенки 1 трубы) составляет от 5 мм до 20 мм, что облегчает клапану 2 деформироваться при деформации стенки 1 трубы и может уменьшить силу всасывания, когда пользователь всасывает жидкость, и облегчает возникновение потока жидкости при приложении силы всасывания.
Для облегчения обработки и сборки, как показано на фиг. 3 и 5, стенка трубы 1 и клапан 2 по настоящему изобретению интегрированы и изготовлены из термопластичного эластомерного материала, который удобен для производства. Кроме того, стенка трубы 1, клапан 2 и усиливающие ребра 4 по настоящему изобретению изготовлены из силикагелевого материала в процессе вулканизации, а используемый силикагель имеет значение твердости по Шору в диапазоне от 30 до 80, что может обеспечить повторную деформацию зазора 3 под действием всасывания.
Для облегчения гибкости конструкции в соответствии с материалами, как показано на фиг. 1, 3 и 8, в настоящем изобретении форма клапана 2 может быть выполнена с применением различных принципов, что не ограничено настоящим изобретением. В частности, как показано на фиг. 1 и 3, V-образные боковые стенки клапана 2 (то есть две поверхности с обеих сторон усиливающих ребер 4 на клапане 2) являются плоскими. Как показано на фиг. 8, V-образные боковые стенки клапана 2 (то есть две поверхности с обеих сторон усиливающих ребер 4 на клапане 2) имеют дугообразную изогнутую поверхность в средней части, изогнутой вниз. Дугообразная изогнутая поверхность более подвержена деформации, чем плоская поверхность, поэтому форма клапана 2 может быть выбрана в соответствии с материалом и твердостью клапана 2. По мере увеличения твердости материала термопластичные эластомеры менее подвержены деформации. Например, использовав в качестве примера силикагель и установив твердость по Шору равной 70 в качестве границы, дугообразная изогнутая поверхность используется, когда значение больше 70, и плоская поверхность используется, когда значение меньше 70.
Общеизвестные технические сведения позволят реализовать настоящее изобретение в других вариантах выполнения. Эти варианты не изменят изобретение по существу. Следовательно, описанные выше варианты осуществления изобретения являются просто иллюстративными во всех аспектах и не влияют на объем испрашиваемой правовой охраны. Все изменения в рамках настоящего изобретения или с использованием эквивалентных признаков подпадают под объем испрашиваемой правовой охраны.