專利名稱：計時器的安全閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1的前序部分所述的用于計時器的安全閥。
從CH682199已知一種計時器，該計時器裝有安全閥，以防止在某些條件下在計時器內產生超過環境壓力的過壓，所述過壓在某些條件下產生。
在計時器內形成過壓有以下原因如果計時器的內部壓力開初對應于外部壓力，然后從這種狀態下出發使其承受較高的環境壓力，則某些物質將擴散穿過密封裝置進入計時器的內部，從而使計時器內的壓力增加，或發生壓力調節。如果隨后在一個相當短的時間內再使該計時器承受相當低的環境壓力，則計時器中相對于環境的過壓可能造成例如計時器玻璃殼突然打開和損壞計時器的靈敏部件。
這種壓力的改變可能發生在潛水作業中，潛水時計時器可以處于氣體環境中，例如用潛水罩的情況，或者直接處于水中。可以擴散通過密封裝置進入計時器內部的物質中首先要提到原子尺寸很小的元素氦。氦不僅能滲入放在氦氣氛(潛水罩中通用的氣氛)中的計時器內，而且還可以從很深的水中即從高壓水中分離出來。
在上述文件CH682 199中示出的安全閥包括兩個O形環和用于關閉閥的旋緊蓋子。在擰松頂蓋時兩個密封件中僅有一個起作用，而在向下擰緊頂蓋時，二者互相支持配置可以保證提高密封性。在潛水作業之前向下擰緊頂蓋并關閉閥門，從而防止在潛水時隨著環境壓力的增加具有大原子尺寸的物質例如水和臟物粒子進行計時器。為了在隨后快速降低由于身體部分跳躍式浮起所形成的過壓，在浮起之前應當擰開蓋，釋放閥門，使氦氣逸出。
如果在潛水作業之前未向下擰緊蓋，則少量的水和臟物粒子可能進入計時器內部，并使安全閥的密封特性變壞。
本發明的目的是提供一種安全閥，可以充分地隔離外界的超壓；外界為負壓時可以達到快速壓力平衡；
使臟物粒子遠離密封區，不能進入計時器內。
本發明的技術方案來自權利要求1的特征。
由于本發明的安全閥裝有唇式密封件，該密封件的取向使得同心的裙形的唇部從計時器的內部空面向外部環境，所以在環境的過壓逐漸增加時該唇部便越來越牢固地壓在缸套形表面區域上，由此形成極好的密封。
相反，當計時器中處于過壓時，該唇部將產生有利的形變，使得該唇部受壓而離開缸套形表面區域，并形成可以有效降壓的通道。
因此該唇部起著自動起動閥的作用，不用其它的位移部件。
另外，在上述取向中的唇式密封件具有一個優點，即它起著臟物阻擋器的作用，可以防止臟物粒子進入密封區以及計時器的內部。因此密封區總是干凈的，顯著減少了進入水的危險。例如，一個外加的密封環也由于這樣而同樣保持清潔，而且保持了特別對于水的密封性。
密封區應理解為密封件以及安全閥的接觸表面，或與安全閥接觸的計時器接觸表面，即按照本發明安全閥的實施形式，應理解為密封件的表面區域以及例如套筒內外壁的和蓋子的表面區域。
相對于O形環而言，采用唇式密封件還有一個另外的相當重要的優點，即O形環由于制作的原因包括一條圓形接合痕，該接合痕位于最大周緣線的位置。采用小尺寸的密封件時，像在計時器的情況下，該接合痕的特征是表面顯著凹凸不平，這大大損壞了其密封性。而另一方面在采用唇式密封件時，在密封位置即在與孔壁接觸的那些區域中完全不存在接合痕。這也非常有利于提高氣密性。
按照本發明的一個有利實施形式，提供一種附加的密封件，該密封件配置在唇式密封件的內部空間一側，以便在潛水作業時形成另一個水的阻擋層。然而按照本發明，安全閥的唇式密封件的密封性是極好的，所以無需進行附加的密封也可以達到滿意的結果。
按照本發明的優選形式，該附加密封件自動地受到環境過壓力的壓縮，因為可利用唇式密封件向內部空間方向的后退作用使其上固定唇式密封件的活動的閥活塞作用在附加的密封件上。相反，在內部空間存在過壓時，閥活塞則沿相反方向驅動，這意味著附加密封件松開。因此唇式密封件的附加優點是，它起著一個驅動裝置的作用，以便在環境處于過壓時使附加的密封件例如O形環增強密封，而在內部空間處于過壓時則使它進入流通位置。
按照本發明的另一種形式，該附加的密封件在環境即將來臨過壓時可以用手附加地加壓，因為安全閥具有一個供其使用的可擰緊的蓋，該蓋向下擰緊時可使閥活塞向靠近內部空間的方向位移并壓縮附加密封件。
然而本發明的唇式密封件的密封特性是極好的，所以在潛水時即使沒有向下擰緊蓋也不會進水。
最好這樣配置一個彈簧，使得即使沒有外部過壓力或頂蓋的作用，該附加密封件也處于預壓縮狀態。
作為本發明的有利形式，套筒的位于中心部分外側的外螺紋包括環形槽，該槽在第一次向下擰緊蓋時可使螺紋變形，使得頂蓋不再丟失。
下面利用附圖更詳細說明本發明的一種實施形式，該附圖是
圖1示出本發明安全閥一種實施形式的軸向截面圖。
圖1示出本發明安全閥的一個實施例。安全閥10相對于軸線11基本上旋轉對稱的，它包括一個連續的空心套筒12，該套筒擰在僅部分示出的中心部分14上或計時器的外表上。在計時器中形成位于圖下面的內部空間16，該空間氣密地與位于圖上面的環境18分隔開。
套筒12的外側包括帶有支承表面20的肩部19，該支承表面相對軸線為環形，并面向外殼14。在該支承表面和對應的外殼14的環形支承表面22之間配置金屬密封環23，在此位置的密封環23使空間16與環境18隔離。
為了采用例如裝配鍵將套筒12或更確切地說將安全閥10擰入中心部分，套筒12包括相對于軸線11面向外的具有齒25的凸出部件24。在該凸出部面向外殼14的一側設有一環形對接表面26，該對接表面在套筒12或安全閥10擰入就位時剛性地支承在中心部分14的同樣也是環形的對接表面27上，在這種條件下，密封環23被壓縮。
在套筒12的內部包括各種直徑的孔，其中，在套筒12的靠近環境18的一側，具有缸套形側壁29的孔28通到向內指向的凸出部30，該凸出部30包括在內部由孔32限定的環形接觸表面31。在套筒12的面向內部空間16的另一側同樣設有一個孔，該孔用編號34表示，同樣向上延伸到向內指向的凸出部30，其中仍在凸出部30的這一側同樣設有由孔32限定的環形支承表面35。
在套筒12中設置圓柱36，該圓柱被配置成可相對套筒進行軸向移動，并且在孔32和34的區域包括向上伸入孔28的區域內的柱體38，該柱體朝著離開計時器外殼和軸線11的方向以圓錐形方式變寬，變寬到幾乎達到孔28的壁29，并成形為截頭圓錐包絡面的接觸表面39。換言之，截頭圓錐包絡面這樣取向，使得周長朝著環境18的方向逐漸增加，其中，在軸線11和截頭圓錐包絡面之間的角度40例如為60°角。
在兩個接觸表面31、39、位于凸出部30區域的孔28的一部分41以及伸入到孔28的柱體38的一部分42之間設有一個用于裝入O形環44的同心空間43。
在進一步沿離開外殼14的方向上，接著的是一個短的缸套形區域46，該區域相對于軸線11位于接觸表面39的外側，結束于一個環形接觸面48。連接于此接觸表面48的是一個較短的通向另一個接觸面52的缸套形區域50，該接觸面52徑向向外延伸，仍為環形形狀。
由兩個接觸表面48和52以及缸套形區域50形成的環形自由空間54接納唇式密封件56，該密封件包括彈性的旋轉對稱的唇部58，該唇部沿離開外殼14的方向和離開軸線11的方向延伸到孔28的壁29，延伸時成錐形地變寬，并承受預應力。唇式密封件56也可稱作為填料。
換言之，這樣形成該旋轉對稱唇部58或裙部，即相對于軸線11它取向為沿著離開外殼14的方向其外部尺寸基本上連續地增加，并基本上具有截頭圓錐的包絡表面。在稱作第一表面區域60的該表面和壁29之間形成一個旋轉對稱的自由空間62，該空間的橫截面基本上為楔形，其銳角64例如為10°角。
示于圖1下方的內部空間16一直通到O形環44、在O形環44、唇部58、套筒12和蓋子82之間圍成一個中間區域65。然而就唇式密封件56的作用而論，該中間空間65位于計時器的內部空間16中。
唇式密封件56除第一表面區域60之外還包括第二旋轉對稱表面區域66，該區域同樣以錐形方式沿離開外殼14的方向接近孔28。二個表面區域60和66因此均指向類似的方向，即離開外殼14的方向。在第二表面區域66和壁29之間的角度68小于90°角，例如為45°角。因此唇部58是一個以例如35°角成形的環狀楔形，并在與壁29接觸的區域包括近似尖的邊緣區域67。
唇式密封件56還包括基部區域70，在預應力作用下的該區域一方面配置在相對的接觸表面48和52之間，另一方面又靠在缸套形的區域50上。
從接觸表面52出發的弧形過渡區72首先指向內部空間16的方向，隨著離開軸線11的距離的增加，形成一個朝著環境18的方向的曲面，以便最后彎曲成第二旋轉對稱的表面區域66。
活塞36在朝著環境18的方向上和表面區域52之后由一個圓錐形頭部74結束，該頭部包括向外凸出的形成貼靠面的端面76。頭部74被成形為圓錐形，這樣唇式密封件56可以以簡單的方式在該頭部上滑移。
在套筒12的外側包括斷開的外螺紋78，用以接納具有短內螺紋80的可擰緊的保護蓋82，其中，圖1的外螺紋78配置在中心部分14的上方，即齒25的上方。對此，該螺紋例如可以是公制細牙螺紋。
外螺紋78包括第一環形槽斷開區域84，該區域稍大于內螺紋80。在外螺紋78靠近環境18的方向上，形成第二環形槽斷開區域86，該區域的長度88例如為外螺紋78的螺距高的一半。
在圖1中軸線11的右側，示出處于擰松位置的保護蓋82，在該位置其內螺紋80位于第一斷開區域84內，即在該位置內螺紋80不與套筒12的外螺紋78嚙合。
位于第二斷開區域86上方的外螺紋78的螺紋部分90超過套筒12的面向環境18的端部約半個螺距，使得套筒12的這一端部包括凸部92，該凸部相對于軸線11同心地伸出并對應于螺紋部分90的伸出的芯部。凸部92的高度同樣約為螺距的一半。
軸線11的左邊示出位于擰緊位置或向下擰入位置的保護蓋82，其中，螺紋部分90通過向下擰保護蓋82而被壓入到第二斷開部分86，僅剩下第二斷開區域86的小的自由空間94。
在凸出部30的面向內部空間16的另一側，圍繞柱體38配置的壓縮螺彈96的端部98通過預應力支承在接觸表面35上。其另一端部100伸到套筒12的面向內部空間16的端部。該端部100與止推環102接觸，該止推環的一部分與洗氏圓夾環104接觸，該圓夾環配置在柱體38的環形槽106中。按照所要求的壓力設置相應強度的螺簧96。
如果在計時器交給使用者之前第一次將蓋82完全擰緊在套筒12上，如軸線11的左邊所示，則此蓋將壓在凸部92上，并使螺紋部分90位移到或更準確地說擠壓到第2斷開區域86的自由空間94。利用螺紋部分90的這種形變，使用者的確可以向下擰緊和擰松頂蓋，但可能不能卸下該頂蓋，因此不會丟失。在蓋子的這一位置，可以在很短的時間內平衡計時器內部16的過壓力。
在潛水之前可向下擰緊頂蓋82，以便在一方面利用螺紋嚙合形成第一臟物阻擋層，而在另一方面則利用活塞36向靠近內部空間16的方向的運動以及附加地利用壓縮螺簧96的壓縮作用壓縮O形環44，如軸線11的左邊所示。
如果環境壓力超過計時器的內部壓力，則一方面唇部54壓在孔28的壁上，而另一方面又驅使活塞36向內部空間16的方向移動，通過這種移動，活塞36的錐形接觸表面39又壓縮O形環44，并使O形環44剛性地支承在四個接觸面31、39、41和42上。圓筒36的頭部74的圓錐形狀維持這種效果。因此，在外部過壓時，本發明的閥10的密封效果成倍增加，因為一方面唇部58更牢固地密封，而另一方面O形環又被更強烈地被壓縮。然而應當明確說明，僅用唇式密封件56便足以滿足例如潛水作業提出的要求。如上所述，采用上述裝配取向的唇式密封件56的優點是，隨著環境過壓的增加，可偏轉的裙形唇部58的支承力以例如顯然的方式增加。
相反，當計時器內處于過壓時，唇部58則以這樣的方式變形，即它朝軸線11被推離孔壁29，從而可以快速地實現計時器內部空間16的減壓。
由于唇式密封件56是最靠近環境18的部件，而且它起著臟物分離裝置的作用，所以臟物粒子不能向著內部空間16的方向滲透。
示于圖1的角度64和68不一定要等于所選擇的10°角或45°角。楔形自由空間62的角度64對于由內部超壓打開唇式密封件的打開特性是決定性的，因此一般必須小于90°角。另一方面，角度68對于由外部超壓關閉和密封唇式密封件的關閉和密封特性是決定性的，因此一般也必須小于90°角。因此唇部本身的角度在0和90°之間，其中還必須說明，該唇部的形狀不一定要對應于圖1。例如兩個表面64和68也可以彼此平行延伸，而不是張開形成一個尖的邊緣區域67。邊緣區域67同樣也不一定作成尖的，而可以根據對唇式密封件的要求作得相當厚。然而采用以尖邊緣形式的徑向擺動的邊緣區域67可以特別滿意地起到轉移臟物的作用。按照圖1，唇部58基本上僅以其邊緣區域67支承在套筒的表面29上。當然，唇部67和表面29之間的接觸表面也可以相當大并呈圓筒套的形狀。
按照圖1，唇式密封件56固定在圓柱36上。然而一般也可以將唇式密封件的基部區域固定在套筒12內部形成的槽內，而使唇部錐形地通向軸線，并支承在活塞的外部。為此，從圖1出發，唇式密封件56的橫截面必須以垂直軸線鏡像對稱。
另外，還可以將唇式密封件裝在套筒的外側，即例如裝在套筒和頂蓋之間，在這種情況下的唇部指向計時器。對此從圖1出發，唇部密封件56的橫截面必須以水平軸線鏡像對稱。另外，唇式密封件還可以固定在套筒上或頂蓋上，而在各情況下的唇部則支承在其它部件上。
重要的是，當外部壓力大于計時器內部壓力時唇部應當關閉，而當存在內部超壓時，它應當打開。
設置唇式密封件一般是最有利的，該密封件起著臟物分離器的作用，在安全閥中盡可能放在外側，即這樣配置環境和內部空間之間的過渡部分，使得安全閥的所有可能的部件都不承受環境的作用。在這種意義上，中間區域65已不再屬于外部環境，因為該區域已通過唇式密封件與環境隔離。采用這種實施形式，臟物粒子甚至在一開始便不能到達各種部件例如O形環、螺紋等。
另外還需要說明，當蓋包括例如軸向作用在螺紋部分90的環形凸出部時，當然便不需要形成圖1所示的外伸凸部92。
按照本發明，唇式密封件一般可配置在操作裝置的不同位置上，但其取向極為重要。如前面多次說明，彈性唇部的取向應使得當外部壓力大于計時器內壓力時，該唇部關閉，而在存在內部超壓時，則該唇部打開。為此，一般只需唇部產生極端小的形變便足以達到此種作用。
當然，還可以設置若干唇部密封件，根據它們的作用彼此支承配置。
權利要求
1．一種用于計時器的安全閥(10)，該閥包括與外殼剛性連接的部件(12)、另一個部件(36)和配置在這兩個部件(12、36)之間的密封件(56)，該密封件使計時器的內部空間(16)與環境(18)隔開，其特征在于該密封件(56)是唇式密封件，包括基部區域(70)及旋轉對稱的唇部(58)；基部區域(70)固定配置在這些部件(12、36)中的第一部件(36)上；唇部(58)支承在這些部件(12、36)中的第二部件(12)的缸套形表面區域(29)上；唇部(58)從基部區域(70)出發朝著環境(18)的方向錐形地伸到缸套形表面區域(29)，并通過預應力支承在該表面區域上；以便在一方面在內部空間存在過壓時，使該唇部脫離表面區域(29)，從而使內部空間(16)和環境(18)之間的壓力達到平衡；以便在另一方面在環境過壓時，使該唇部更強烈地壓到表面區域(29)上，從而相對于環境(18)密封內部空間(16)。
2．如權利要求1所述的安全閥，其特征在于，唇部(58)包括兩個旋轉對稱的表面區域(60、66)，這些表面區域中的第一個(60)面向計時器的內部空間(16)，而這些表面區域中的第二個(66)與環境(18)接觸。
3．如權利要求2所述的安全閥，其特征在于，第一表面區域(60)基本上從基部區域(70)出發朝著環境(18)的方向錐形地伸到缸套形表面區域(29)；在第一表面區域(60)和缸套形表面區域(29)之間設有旋轉對稱的自由空間(62)，該空間的橫截面被成形為大體楔形，該空間通過唇部(58)與環境(18)隔開；第二表面區域(66)基本上從基部區域(70)出發朝著環境(18)的方向錐形地伸到缸套形表面區域(29)。
4．如權利要求3所述的安全閥，其特征在于，兩個表面區域(60、66)沿朝著缸套形表面區域(29)的方向接近，并通向大體形成尖形的唇部邊緣(67)。
5．如權利要求4所述的安全閥，其特征在于，第二表面區域(66)在基部區域(70)上彎曲成曲面(72)。
6．如上述任一項權利要求所述的安全閥，其特征在于，另一部件(36)相對于與外殼剛性連接的部件(12)至少可以沿一根軸線(11)的方向移動。
7．如權利要求6所述的安全閥，其特征在于，可運動部件(36)至少部分地由與外殼剛性連接的部件(12)包圍。
8．如權利要求7所述的安全閥，其特征在于，基部區域(70)以固定方式配置在可動部件(36)上，并且在與外殼剛性連接的部件(12)的內側上設有缸套形表面區域(29)。
9．如權利要求7所述的安全閥，其特征在于，基部區域(70)以固定方式配置在與外殼剛性連接的部件(12)上，并且缸套形表面區域(29)設置在可運動部件(62、63)的外側。
10．如上述任一項權利要求所述的安全閥，其特征在于，安全閥(10)包括另一密封件(44)。
11．如權利要求10所述的安全閥，其特征在于，另一密封件(44)配置在唇式密封件(56)的內部空間側，并在所述另一密封件(44)和唇式密封件(56)之間或在環境(18)和內部空間(16)之間形成中間空間(65)。
12．如權利要求11所述的安全閥，其特征在于，另一密封件(44)是O形環。
13．如權利要求10、11或12所述的安全閥，其特征在于，另一部件(36)是活塞，該活塞相對于與外殼剛性連接的部件(12)至少可以沿一個軸線(11)的方向移動，而且基部區域(70)以固定方式裝在該活塞上；該活塞(36)可以壓縮另一密封件(44)。
14．如權利要求13所述的安全閥，其特征在于，設置蓋(82)，該蓋可以擰緊在與外殼剛性連接的部件(12)上而允許活塞(36)位移，以便壓縮另一密封件(44)。
15．如權利要求14所述的安全閥，其特征在于，與外殼剛性連接的部件(12)包括螺紋部分(90)，該螺紋部分通過斷開區域(86)而與其余螺紋(78)分開，使得第一次擰緊頂蓋(82)時，可使螺紋部分(90)變形。
16．如權利要求10～15所述的安全閥，其特征在于，設置彈簧(94)，該彈簧對另一密封件(44)施加預應力。
17．一種具有如上述任一項權利要求所述安全閥的計時器。
全文摘要
本發明涉及一種安全閥,該閥具有與外殼剛性連接的部件和可動的部件。在這兩個部件之間設置唇式密封件,該唇部支承與外殼連接的部件上,并使計時器的內部空間與環境隔開。由于唇部向環境的方向錐形地伸向與外殼連接的部件并通過預應力支承在該部件上,所以在存在內部空間過壓時,可使該唇部脫開,從而達到內部空間和環境之間的壓力平衡,而當環境過壓時,又可使該唇部更牢固地壓在作為外殼的剛性部件上,從而相對于環境密封上述內部空間。
文檔編號G04B37/10GK1204016SQ9810981
公開日1999年1月6日 申請日期1998年6月10日 優先權日1997年6月11日
發明者H·李奔 申請人:梅科股份公司格林琴公司