Клапан для разделенной на зоны ячеистой подушки - RU2298393C2
Код документа: RU2298393C2
Чертежи
Описание
Это изобретение относится, в основном, к надувным матрацам и подушкам и, в частности, к усовершенствованному клапану для использования с надувным матрацем или подушкой, обычно с изолированными зонами для размещения обычно изолируемых зон, находящихся в сообщении друг с другом или с атмосферой в любом желательном соединительном сообщении. Такой клапан улучшает соединение и герметичность.
Те люди, которые прикованы к инвалидными коляскам, рискуют повредить ткани и подвержены развитию пролежней, которые являются чрезвычайно опасными и трудными для лечения и ухода. Как правило, большая часть веса человека концентрируется в области седалища, то есть на костном выступе под ягодицами, и если человек перестает двигаться, это может привести к тому, что поток крови к кожной ткани в этих областях уменьшится, что, в свою очередь, приведет к повреждению ткани. Существуют подушки, специально предназначенные для инвалидных кресел, для уменьшения концентрации веса в области седалища, и эти подушки в основном обеспечивают более равномерное распределение веса пользователя по большей области ягодиц.
Ячеистые подушки обеспечивают наиболее равномерное распределение веса и, таким образом, обеспечивают наибольшую защиту от возникновения ран от сдавливания. Такие подушки содержат множество близко расположенных воздушных ячеек, которые выступают вверх из общего основания. Внутри основания воздушные ячейки связаны друг с другом, и, таким образом, внутри них устанавливается одно и то же давление. Следовательно, каждая воздушная ячейка обеспечивает, по существу, ту же самую восстанавливающую силу, прикладываемую к ягодицам, независимо от степени, до которой она отклонена. В патенте США №4541136 описана ячеистая подушка для использования в инвалидных колясках, в настоящее время изготовляемая и продаваемая фирмой ROHO, Inc, Belleville, Illinois.
Обычная ячеистая подушка обеспечивает высоко подвижную поверхность, которая обеспечивает удерживание пользователя "на плаву". Хотя при этом уменьшается снижение давления на раны, уменьшается и устойчивость при посадке на такую поверхность. Большинство людей, ограниченных инвалидными колясками, имеют связанные с болезнью проблемы с устойчивостью, но для тех, у кого имеются переломы костей, особенно в области таза и бедер, и для тех, кто испытывает недостаток в мышечной силе, снижение устойчивости может стать причиной беспокойства. Разновидность ячеистой подушки решает эту проблему с помощью полностью изолированных зон и также с помощью ячеек с изменяющейся высотой. Например, изменяя объем воздуха между зонами, можно приспособить ее для переломов костей при поддержании удовлетворительной защиты от сдавливания ран. В патенте США №4698864, принадлежащем автору данного изобретения, описана разделенная на зоны ячеистая подушка с изменяющимися по высоте ячейками.
Как правило, разделенная на зоны ячеистая подушка, имеет отдельный носик заполнения и клапан для каждой из его зон. Пользователь просто открывает клапан каждого носика и вводит воздух в зону для носика обычно посредством ручного насоса, и затем выпускает воздух из зон, пока не будет достигнуто желаемое положение. В более сложном устройстве комплект шлангов соединяет единственный насос с коллектором, который, в свою очередь, связан с этими несколькими клапанами через отдельные шланги. Эти шланги снабжены отдельными зажимами шланга так, чтобы воздух от насоса мог быть направлен независимо к ячейкам отдельных зон. Аналогично, воздух может быть выпущен из них независимо посредством управления зажимами.
Шланги комплекта шлангов расположены снаружи подушки и могут запутаться между составными частями инвалидной коляски. Кроме того, из-за их отдаленных мест размещений зажимами шлангов трудно управлять. Примеры разделенных на зоны надувных подушек, которые имеют существенные преимущества от разделения на зоны, описаны в патенте США №5163196 и в патенте США №5502855. В патенте '196 описан клапан для разделенной на зоны надувной подушки, в которой доступ ко всем зонам отключается одновременно, т.к. клапан находится в створке, которая является частью основы подушки, и все каналы доступа проходят через эту створку. В патенте США №5502855 используется ряд шлангов для надувания подушки, у которого концы шлангов собраны непосредственно вблизи от смежного края подушки для того, чтобы предотвратить их запутывание. Подушка по патенту '855 также обеспечивает доступ к зонам подушки из-под подушки и обеспечивает доступ к каждой ячейке для возможности контролирования из отдаленных мест размещения.
Настоящее изобретение относится к клапану, необходимому для разделенных на зоны ячеистых подушек. До этого в разделенных на зоны подушках использовались составные каналы, находящиеся в нескольких зонах и связанные через выполненный за одно целое общий коллектор и клапан. Один такой клапан включает створку, которая отогнута для разгерметизации концов каналов, или открыта, чтобы обеспечить связь между зонами через коллектор, расположенный внутри створки. Посредством использования было определено, что эти клапаны типа створки и другие, разделенные на зоны клапаны подушки, известные из предшествующего уровня техники, обладают большим количеством недостатков. Прежде всего в клапане типа створки створка должна быть вручную свернута для закрытия и закреплена захватом или чем-либо подобным. Управлять такими типами устройств трудно для людей с ограниченными физическими возможностями. Створка может из-за неловкости попасть под подушку.
Более серьезный недостаток заключается в том, что створчатый клапан может протекать или сломаться, если концы каналов соответствующим образом не загерметизированы. Длительное использование и обычный износ от времени может снизить эффективность клапана типа створки. Утечка через клапан может привести к нежелательному сообщению между зонами или, в худшем случае, может закончиться потерей воздуха в подушке и явлением, известным как "достижение нижнего предела", при котором ягодицы пользователя опускаются для опоры на поверхность уже не подушки. Например, если пользователь не чувствует или не ощущает своих ягодиц, то он может "достигнуть нижнего предела" и не знать об этом.
Более новые клапаны, разработанные для предотвращения утечки, являются предметом заявки США №10/052,101, поданной 17 января 2002 и международной заявки WO 02/065004, поданной 17 января 2002, принадлежащие одному и тому же заявителю. Хотя клапаны, описанные в указанных документах, работают хорошо для предназначенных им целей и представляют усовершенствование клапана со створкой, изобретатели разработали новое устройство клапана, включающее улучшенное средство соединения и средство герметизации.
Технический результат достигается посредством клапана для использования с надувным устройством, имеющим основание и ряд проходящих вверх от основания ячеек, наполненных текучей средой, на одной стороне основания, причем ряд ячеек разделен на множество надувных зон, каждая из которых имеет отдельный воздушный трубопровод, проходящий из зоны, содержащий внешний кожух, содержащий противоположные части, прикрепленные к надувному устройству, причем противолежащие части образуют седло корпуса золотника, корпус золотника внутри седла кожуха золотника, причем кожух золотника имеет продольную проточку и содержит, по меньшей мере, один соединитель, имеющий внутреннюю проточку для сообщения по текучей среде между воздушным трубопроводом и продольной проточкой кожуха золотника, и золотник внутри проточки кожуха золотника, причем золотник содержит стенку, определяющую продольную проточку, и, по меньшей мере, одно отверстие в стенке золотника в проточку золотника, причем перемещение золотника в проточке корпуса в первое положение обеспечивает, по меньшей мере, функциональное выравнивание отверстия золотника с, по меньшей мере, одним соединителем, открывая клапан, а перемещение золотника внутри проточки кожуха золотника во второе положение обеспечивает вывод, по меньшей мере, одного отверстия золотника из функционального выравнивания с, по меньшей мере, одним соединителем, закрывая клапан, при этом, по меньшей мере, один соединитель имеет, по меньшей мере, одно удерживающее углубление, образованное в нем.
Предпочтительно внешний кожух имеет, по меньшей мере, один стопор, взаимодействующий с, по меньшей мере, одним удерживающим углублением соединителя, когда внешний кожух прикреплен к устройству.
Кожух золотника клапана дополнительно содержит множество соединителей для соединения по текучей среде между воздушными трубопроводами и проточкой корпуса золотника, причем стенка золотника имеет множество отверстий, при этом перемещение золотника внутри проточки корпуса золотника в первое положение обеспечивает функциональное выравнивание каждого из множества отверстий золотника с одним из множества соединителей, открывая клапан, и перемещение золотника внутри проточки кожуха золотника во второе положение выводит отверстие золотника из функционального выравнивания с соединителями, закрывая клапан.
При этом внешний кожух дополнительно содержит множество гнезд соединителей, которые выполнены перпендикулярными к седлу корпуса золотника, и каждый из множества соединителей имеет по существу полукруглое поперечное сечение.
Технический результат достигается также посредством клапана для использования с надувным устройством, имеющим множество отдельных надувных зон, содержащего кожух, имеющий первую часть и вторую часть, собранные вместе и образующие продольную внутреннюю проточку и множество отстоящих друг от друга отверстий, проходящих через кожух в проточку между ними для сообщения по текучей среде между проточкой кожуха и множеством надувных зон подушки, и золотник внутри проточки кожуха, имеющий продольную внутреннюю проточку и множество отстоящих друг от друга портов в проточку золотника и содержащий уплотнение, примыкающее к каждому из множества портов для образования воздушной камеры в порте, причем перемещение золотника внутри проточки корпуса золотника в первое положение приводит воздушные камеры в выравнивание с отверстиями кожуха, открывая клапан, и перемещение золотника внутри проточки кожуха во второе положение выводит воздушные камеры из выравнивания с отверстиями кожуха, закрывая клапан, при этом кожух золотника дополнительно содержит множество соединителей для соединения по текучей среде между воздушными трубопроводами и проточкой корпуса золотника, причем, по меньшей мере, один соединитель имеет, по меньшей мере, одно удерживающее углубление, образованное в нем.
Технический результат достигается также посредством клапанного узла для использования с подушкой, имеющей основание и ряд проходящих вверх от основания ячеек, наполненных текучей средой, на одной стороне, причем ряд ячеек разделен на множество надувных зон, каждая из которых имеет отдельный воздушный трубопровод, проходящий из зоны, клапанный узел прикреплен к отдельным воздушным трубопроводам для приведения в основном изолированных зон в соединение по текучей среде и выведения из соединения по текучей среде, причем клапанный узел содержит кожух золотника, имеющий продольную проточку и содержащий множество соединителей, причем каждый из множества соединителей имеет проточку, сообщающуюся по текучей среде с проточкой корпуса золотника, каждый соединитель сообщается по текучей среде с каждым одним из отдельных воздушных трубопроводов, проходящих из надувных зон, каждый из соединителей имеет, по меньшей мере, одно удерживающее углубление, образованное в его поверхности, внешний кожух, имеющий первую часть на первой стороне корпуса золотника и вторую часть на противоположной стороне корпуса золотника, причем первая часть внешнего кожуха имеет множество гнезд соединителя для размещения множества соединителей, при этом каждое гнездо соединителя имеет, по меньшей мере, один стопор для взаимодействия с удерживающим углублением соединителя, когда кожух золотника размещен между частями кожуха, и золотник внутри проточки кожуха золотника, имеющий внутреннюю проточку и множество отстоящих друг от друга портов, находящихся в сообщении по текучей среде с последней проточкой золотника, причем перемещение золотника внутри проточки корпуса золотника в первое положение приводит множество портов в их функциональное выравнивание с множеством соединителей кожуха золотника, открывая клапан и приводя надувные зоны в сообщение, и перемещение золотника внутри проточки кожуха золотника во второе положение выводит множество портов из функционального выравнивания с множеством соединителей кожуха золотника, закрывая клапан и изолируя надувные зоны.
Золотник клапанного узла дополнительно содержит множество гнезд с одним уплотнением на каждой стороне порта, причем уплотнение образует отдельные воздушные отсеки на портах между гнездами.
Технический результат достигается также посредством ячеистой подушки с ячейками, содержащей гибкое основание, имеющее периферийный край, множество гибких полых ячеек с воздухом, прикрепленных к основанию и выступающих вертикально из него, причем ячейки разделены на независимые пневматические зоны, воздушный трубопровод, функционально соединенный с каждой из независимых пневматических зон, и клапан для управления воздушным потоком между независимыми пневматическими зонами, причем клапан содержит кожух золотника, имеющий продольную проточку и множество соединителей, находящихся в сообщении по текучей среде с проточкой корпуса золотника, причем каждый один из соединителей функционально связан с каждым одним из воздушных трубопроводов, при этом каждый соединитель имеет, по меньшей мере, одно удерживающее углубление, образованное в нем, внешний кожух, образующий продольное седло для кожуха золотника, причем кожух включает множество гнезд соединителя, каждое из которых имеет, по меньшей мере, один стопор для взаимодействия с удерживающим углублением, когда корпус золотника и соединитель размещены в кожухе, и золотник внутри проточки корпуса золотника, имеющий продольную внутреннюю проточку и порты по длине золотника, находящиеся в сообщении по текучей среде с проточкой золотника, причем каждый один из портов функционально выровнен с каждым одним из соединителей, когда золотник находится в первом положении внутри проточки корпуса золотника, тем самым обеспечивая воздушный поток между пневматическими зонами через проточку золотника, и порты находятся вне функционального выравнивания с соединителями, когда золотник находится во втором положении внутри проточки кожуха золотника, блокируя воздушный поток между пневматическими зонами через проточку золотника.
При использовании настоящего изобретения, например, с разделенной на зоны подушкой с множеством надувных зон, образует легко управляемый клапанный узел, который может использоваться для сообщения по текучей среде между двумя или более зонами или может использоваться для изоляции зон. Клапан также образует конструкцию для присоединения клапана к подушке так, чтобы предотвратить смещение и утечку.
В одном варианте изобретения клапан в основном включает кожух, имеющий внутреннюю проточку и множество отверстий по длине кожуха, которые проходят в проточку. Отверстия связаны с отдельными надувными зонами через трубопровод или что-нибудь подобное для размещения проточки кожуха в сообщении с надувными зонами. Клапан также включает подвижный золотник, размещенный внутри канала кожуха. Золотник имеет продольную внутреннюю проточку и множество портов по его длине, связанных с проточкой золотника. В основном, количество портов в золотнике является таким же, как и количество отверстий в кожухе клапана. Порты изолированы герметиком, размещенным на каждой стороне порта для формирования дискретных воздушных камер на каждом отверстии. Золотником можно управлять для выравнивания отдельных воздушных камер с отверстиями кожуха для функционального выравнивания портов золотника с отверстиями кожуха для обеспечения сообщения надувных зон и прохождения воздуха как к различным надувным зонам, так и из них через проточку золотника клапана. Соответственно, золотником можно управлять для перемещения портов золотника и отверстий кожуха выровненного положения, таким образом разгерметизируя надувные зоны.
Примерный вариант воплощения усовершенствованного клапана с золотником согласно настоящему изобретению включает корпус золотника, размещенный между двумя внешними половинами кожуха. Одна половина кожуха имеет множество гнезд соединителей с ниппелями. Каждое гнездо соединителя с ниппелем имеет пару внешнего стопора. Противоположная половина кожуха имеет сопряженные стопоры. Корпус золотника имеет продольную внутреннюю проточку и множество соединителей с ниппелями по его длине, которые вставлены в воздушные трубопроводы по периферийному краю подушки, и которые, в свою очередь, связаны с отдельными надувными зонами. Внутри проточки корпуса золотника расположен подвижный золотник. Золотник имеет продольную внутреннюю проточку и множество портов по его длине, которые сообщаются с внутренней проточкой. Клапан открывается, функционально выравнивая порты золотника с ниппелями соединителя для того, чтобы обеспечить сообщение надувным зонам через проточку золотника клапана, и закрывается, перемещая порты золотника так, чтобы они не совпадали с отверстиями кожуха, тем самым герметизируя надувные зоны. Каждый соединитель с ниппелем имеет, по меньшей мере, пару удерживающих углублений на своей поверхности. Каждый из стопоров каждой половины кожуха находится в зацеплении с краем подушки и удерживающими углублениями соединителя с ниппелем для того, чтобы удержать ниппель в воздушных трубопроводах, распределяя адгезив, который был введен в углубления до введения ниппеля соединителя в воздушный трубопровод, и также физического соединения материала подушки и ниппелей соединителя между двумя половинами кожуха.
Различные аспекты упомянутых выше иллюстративных различных вариантов воплощения настоящего изобретения, показаны на чертежах, составляющих часть описания.
Фиг.1 - вид сверху в перспективе подушки, использующей клапан подушки согласно настоящему изобретению;
фиг.2 - вид снизу в плоскости подушки и клапана подушки, показанного на фиг.1;
фиг.3 - увеличенный вид в перспективе одного из вариантов воплощения клапана подушки согласно настоящему изобретению;
фиг.4 - поперечное сечение клапана подушки на фиг.3, клапан находится в открытом положении;
фиг.5 - поперечное сечение клапана подушки на фиг.3, клапан находится в закрытом положении;
фиг.6 - поперечное сечение другого варианта воплощения клапана подушки на фиг.3, клапан находится в открытом положении;
фиг.7 - поперечное сечение клапана подушки на фиг.6, клапан находится в закрытом положении;
фиг.8 - увеличенный вид в перспективе другого представленного варианта воплощения клапана подушки согласно настоящему изобретению;
фиг.9 - вид в поперечном сечении клапана подушки на фиг.8, клапан находится в открытом положении;
фиг.10 - вид в поперечном сечении клапана подушки на фиг.8, клапан находится в закрытом положении;
фиг.11 - увеличенный вид в перспективе другого представленного варианта воплощения клапана подушки согласно настоящему изобретению;
фиг.12 - вид в поперечном сечении, клапан находится в открытом положении;
фиг.13 - увеличенный вид в перспективе другого представленного варианта воплощения клапана подушки согласно настоящему изобретению;
фиг.14 - увеличенный вид в перспективе клапана, как показано на фиг.3, включая сервопривод золотника;
фиг.15 - вид в перспективе примера варианта воплощения клапана подушки, имеющего на одном конце аппарат для надувания воздухом;
фиг.16 - вид в поперечном сечении примера клапана подушки на фиг.15;
фиг.17 - вид в перспективе другого примера варианта воплощения клапана согласно настоящему изобретению;
фиг.18 - вид в перспективе корпуса клапана на фиг.17;
фиг.19 - вид в перспективе задвижки клапана на фиг.17;
фиг.20 - привод;
фиг.21 - вид в поперечном сечении клапана на фиг.17 в открытом положении;
фиг.22 - вид в поперечном сечении, клапан находится в закрытом положении;
фиг.23 - вид в перспективе другого примера варианта воплощения клапана согласно настоящему изобретению, прикрепленного к периферийному краю надувной подушки;
фиг.24 - перевернутый вид с вырезом другого примера варианта воплощения клапана согласно настоящему изобретению;
фиг.25 - вид сверху в плоскости корпуса золотника клапана на фиг.23;
фиг.26 - вид спереди в плоскости корпуса золотника на фиг.24;
фиг.27 - вид с вырезом корпуса золотника и самого золотника;
фиг.28 - вид снизу в плоскости одной половины кожуха клапана - клапана на фиг.23;
фиг.29 - вид сверху в плоскости другой половины кожуха клапана;
фиг.30 - увеличенное частичное поперечное сечение разобранного клапана, взятое через центр ниппеля соединителя и гнезда соединителя, при этом ниппель соединителя вставлен в воздушный трубопровод и в гнездо соединителя до сборки кожуха; и
фиг.31 - увеличенное частичное поперечное сечение собранного клапана, взятое через центр ниппеля соединителя и гнезда соединителя, при этом ниппель соединителя вставлен в воздушный трубопровод и гнездо соединителя.
Соответствующие ссылочные позиции относятся к соответствующим элементам изобретения везде на всех прилагаемых чертежах.
Далее, со ссылкой на чертежи (фиг.1-4), буквой А обозначен один пример варианта воплощения ячеистой подушки, которая является очень гибкой и предназначена для использования на основной поддерживающей поверхности, такой как сиденье инвалидной коляски, сиденье транспортного средства или сиденье обычного стула. Ячеистая подушка в основном равномерно распределяет вес пользователя по полной области ягодиц и, таким образом, распределяет давления от поддерживающего веса седалища, то есть выступающих костей таза. Это дополнительно обеспечивает размещение и устойчивость пользователя. Следует понимать, что хотя настоящее изобретение описано при использовании в подушке, клапанный узел может быть также использован в воздушном матраце или в секции воздушного матраца или в других подобных устройствах, включающих надувные зоны.
Подушка А включает основание 2 и воздушные ячейки 4, проходящие вверх от основания 2. В основном, воздушные ячейки 4 выполнены в виде структуры, имеющей лист 5, присоединяющий ячейки 4. Основание состоит из листа и подкладки 3. И подкладка 3, и воздушные ячейки 4 предпочтительно могут быть выполнены или могут быть получены другим способом из очень гибкого неопрена. Ячейки 4 и лист 5 могут быть образованы по шаблону, как это описано в патенте США №4541136. С другой стороны, воздушные ячейки 4 могут быть выполнены из очень гибкого неопрена, и основание 2 может быть выполнено под вакуумом из листа, а подкладка образована, например, из полиуретана и соответственно прикреплена к основанию.
Основание 2 в основном имеет форму прямоугольника, и ячейки 4 выполнены на нем продольными и поперечными рядами, причем каждая ячейка находится как в продольном, так и в поперечном ряду. Следует понимать, что хотя иллюстрированный вариант воплощения предусматривает, что каждая отдельная ячейка имеет конфигурацию, состоящую из четырех ребер F, конфигурация индивидуальных ячеек не существенна для изобретения. Настоящее изобретение может использоваться с подушкой, использующей любую из предпочтительных конфигураций ячеек 4, то есть, например, ячейки, имеющей любое количество ребер или сторон, ячейки без ребер, например, цилиндрические, кубические ячейки или округлые ячейки.
Ячейки 4 дополнительно разбиты на зоны, обычно на четыре зоны r, s, t и u. Зоны r и s расположены бок о бок спереди подушки А и зоны t и u расположены бок о бок сзади подушки А. Правые зоны r и u разделены от левых зон s и t по продольной оси х, тогда как передние зоны r и s разделены от задних зон t и по поперечной оси y. Может использоваться большее или меньшее количество зон и различные соединения таких зон.
Ячейки 4 зоны r внутри основания 2 сообщаются друг с другом так, чтобы их внутреннее давление не зависело от того, насколько давление в любой из отдельных ячеек понижается. То же самое имеет место и с ячейкам 4 зоны s, ячейками 4 зоны t и ячейками 4 зоны u. Другими словами, ячейки 4 зоны r обычно изолируются от ячеек остальных зон s, t и u. Аналогично, ячейки 4 зоны s обычно изолируются, как и ячейки 4 зон r, t и u и т.д. Таким образом, все вместе ячейки 4 каждой зоны r, s, t и u образуют отдельную надувную зону или отделение.
Трубопровод 6 для текучей среды проходит от зоны t к передней части подушки. Аналогично, трубопровод 8 для текучей среды проходит от зоны и к передней части подушки. Два более коротких трубопровода 10 и 12 проходят от зон s и r соответственно к передней части подушки. Все трубопроводы 6, 8, 10 и 12 заканчиваются около края подушки и сообщаются по текучей среде с клапаном подушки согласно настоящему изобретению, как будет подробней описано далее. Следует отметить, что различные трубопроводы могут быть выполнены любым подходящим образом, не выходя за рамки изобретения. Например, трубопроводы могут быть выполнены как одно целое на основании 2 при формовании основы или ее вакуумном формировании.
Проиллюстрированный вариант воплощения представляет собой одну приемлемую конфигурацию трубопровода. Трубопроводы могут быть выполнены любым подходящим образом так, чтобы при доступе к трубопроводам в одном местоположении на периферии подушки мог бы использоваться клапан согласно настоящему изобретению. Например, трубопроводы могут быть выполнены на листе 5 или могут включать отдельные трубки, не выходя за рамки изобретения. Клапан 14 наполнения воздухом расположен в зоне r, причем его можно открыть и закрыть простым поворотом его конца. Предпочтительно клапан наполнения воздухом может быть расположен в любом желательном и удобном месте на подушке.
Трубопроводы 6, 8, 10 и 12 функционально связаны с клапаном 20, являющимся одним из объектов настоящего изобретения. Как будет подробно раскрыто далее, в закрытом состоянии клапан 20 изолирует ячейки 4 нескольких зон r, s, t и u. Но при своем открытом положении он связывает зоны r, s, t, и u так, что внутренние области всех ячеек 4 всех зон сообщаются, тем самым обеспечивая в них одинаковое внутреннее давление. Клапан 14 наполнения воздухом позволяет накачивать воздухом ячейки 4 зон, в которых он расположен, и когда клапан 20 открыт, воздух закачивается в ячейки 4 всех зон r, s, t и u. Использование только одного клапана 14 наполнения воздухом обеспечивает одно и то же начальное давление всех ячеек 4 зон r, s, t, и u, даже если объем воздуха в ячейках или зонах может меняться при использовании.
Один вариант воплощения клапана 20 будет теперь описан более подробно со ссылкой на фиг.3-13. В иллюстрированном варианте воплощения подушки имеется четыре воздушных трубопровода 6, 8, 10 и 12, которые находятся в сообщении по текучей среде с четырьмя зонами r, s, t и u соответственно. Это достигается при условии расположения первого конца каждого трубопровода в ячейке 4 одной зоны. Как показано, противоположный или второй конец трубопровода находится в сообщении по текучей среде с клапаном 20. В примере варианта воплощения на фиг.3-5 клапан 20 включает кожух 22 с продольной внутренней проточкой 24. Проточка 24 проиллюстрированного варианта воплощения имеет круглое поперечное сечение, но оно может быть и яйцевидным, и прямоугольным, и треугольным или с любым другим поперечным сечением, какими могут быть непосредственно и кожух, и золотник. Кожух 22 также включает ряд каналов 26, 28, 30 и 32 с открытыми концами, которые проходят перпендикулярно проточке 24 и открываются в нее. Каналы с открытыми концами имеют такие размеры, чтобы надежно и удобно находиться в непосредственной близости от вторых концов трубопроводов (см. фиг.6).
Каналы 26, 28, 30 и 32 размещены по всей длине проточки 24 на определенных расстояниях. Вторые концы трубопроводов могут быть с усилием присоединены к каналам путем приклеивания или могут быть присоединены любым другим способом внутри каналов. Клапан 20 также включает золотник 34, подвижно взаимодействующий в проточке 24. Как показано, золотник 34 также имеет цилиндрическое поперечное сечение (или любое другое поперечное сечение, сопряженное с поперечным сечением проточки 24 кожуха) и имеет диаметр немного меньший, чем диаметр проточки 24 так, чтобы золотник 34 мог перемещаться по оси внутри проточки 24. Золотник 34 имеет внутреннюю проточку 36, которая проходит по осевой длине золотника.
Золотник 34 имеет ряд портов или отверстий 38, 40, 42 и 44, которые открываются внутрь проточки 36 и сообщаются с ней по текучей среде. Отверстия 38, 40, 42 и 44 размещены по длине проточки 36 на определенных расстояниях с интервалом между отверстиями, соответствующим интервалу между каналами 26, 28, 30 и 32, соответственно, кожуха 22. В проиллюстрированном варианте воплощения, "O"-образные уплотнения 46, 48, 50, 51, 52, 54, 56, 58, 60, 61 размещены, в основном, в углублениях или гнездах на каждой стороне соответствующих отверстий золотника для получения воздухонепроницаемого или непроницаемого для текучей среды уплотнения вокруг отверстия. "O"-образные уплотнения образуют маленькие отдельные воздушные камеры С-1, С-2, С-3 и С-4 вокруг каждого отверстия 38, 40, 42 и 44, соответственно, по золотнику. Золотник 34 закупорен на каждом своем конце пробками 62 и 64. Пробки 62 и 64 не только закупоривают или герметизируют концы проточки 36, но также обеспечивают удобную и эргономичную, удовлетворяющую пользователя структуру, при которой с помощью захвата или касания можно было бы управлять золотником 34, и также управлять стопорением золотника при управлении его внутри проточки кожуха, как будет объяснено далее.
Как было описано выше, когда клапан 20 закрыт, он изолирует ячейки 4 нескольких зон r, s, t и u. Но когда клапан 20 открыт, он соединяет зоны r, s, t, и u так, что внутренние области всех ячеек 4 всех зон сообщаются друг с другом, и, таким образом, в них устанавливается одно и то же внутреннее давление. На фиг.4 показан клапан 20 в открытом положении. Для того, чтобы открыть клапан, пользователь перемещает или сдвигает золотник 34 до тех пор, пока пробка 62 не примкнет к кожуху так, что воздушные камеры С-1, С-2, С-3 и С-4 с отверстиями 38, 40, 42 и 44, соответственно, открываясь в камеры, будут находиться на одной линии и совпадать с отверстиями 26, 28, 30 и 32 кожуха, соответственно, приводя в сообщение по текучей среде отверстия 38, 40, 42, 44 и 26, 28, 30, 32.
В открытом положении клапана соответствующие надувные зоны сообщаются по текучей среде друг с другом посредством трубопроводов 6, 8, 10 и 12 через проточку 36 золотника. На фиг.5 показан клапан 20 в закрытом положении. Пользователь передвигает золотник 34 в противоположном направлении до тех пор, пока пробка 64 не примкнет к кожуху 22. Воздушные камеры С-1, С-2, С-3 и С-4 золотника не выравниваются с отверстиями кожуха, тем самым разгерметизируя концы трубопроводов 6, 8, 10 и 12.
На фиг.6 и 7 показан другой вариант воплощения клапана 20, обозначенного в основном клапаном 20'. Клапан 20' содержит функциональные части клапана 20. Однако внутренняя часть кожуха 22 включает маленькое боковое отверстие 66, которое открывается в проточку 24. Поджимаемый пружиной округлый стопор 68 размещен в отверстии 66. Золотник 34 включает первое периферийное углубление 70 и второе периферийное углубление 72. Когда золотник 34 находится в первом или открытом положении (фиг.6), стопор 68 смещается в углубление 70. Когда золотник перемещается ко второму или закрытому положению (фиг.7), стопор смещается в углубление 72. Это соединение служит для выполнения важных функций: во-первых, комбинация стопора и углублений обеспечивает удержание золотника в заданном положении, и, во-вторых, слышимый и/или ощутимый "щелчок" стопора в углубление позволяет пользователю быть твердо уверенным в том, что золотник 34 находится в заданном положении.
На фиг.8-10 показан другой вариант воплощения клапана согласно настоящему изобретению, обозначенного в основном ссылочной позицией 80. Клапан 80 включает кожух 82, имеющий продольную внутреннюю проточку 84 цилиндрической формы. Как показано, кожух 82 имеет цилиндрическое поперечное сечение, хотя это и не обязательно. Однако в этом частном варианте воплощения требуется, чтобы проточка 84 была, по существу, цилиндрической. Кожух выполнен с зубцами 85. Ряд трубчатых соединителей 86, 88, 90, 92 разнесены по длине кожуха 82. Круглые уплотнения 93 расположены в местах соединения соединителей и проточки 84. Следует отметить, что соответствующие трубчатые соединители имеют открытые концы. Трубопроводы 6, 8, 10 и 12 закреплены в первом или свободном конце соединителей, как показано на фиг.8. Второй открытый конец каждого трубчатого соединителя открывается в проточку 84 кожуха и сообщается с ней по текучей среде.
Золотник 94 с возможностью поворота размещен в проточке 84. Золотник 94 имеет, по существу, цилиндрическое поперечное сечение и установлен внутри проточки 84. Золотник не перемещается по оси в этой проточке. Золотник 94 включает закрытую на концах продольную внутреннюю проточку 96. Ряд отверстий 98, 100, 102 и 104 разнесены по длине золотника 94. Отверстия 98, 100, 102 и 104 примыкают к соединителям 86, 88, 90 и 92, соответственно. Кнопка 105 стопора расположена на внешней поверхности золотника 94 и находится в положении зубца 85. Золотник 94 на одном конце имеет ручку 106. Как показано, ручка 106 присоединена к шарниру 108 внутри промежутка 110, образованного на одном конце золотника. Ручка также может иметь любую удобную структуру, и не ограничена вращающейся ручкой 106. Например, для поворота золотника можно использовать и кнопку, и колесо, и рычаг или любое другое устройство.
Как показано на фиг.9, пользователь может взять ручку и повернуть золотник 94 вокруг его продольной оси внутри проточки 84 так, чтобы отверстия 98, 100, 102 и 104 совпали бы с соединителями 86, 88, 90 и 92, соответственно, тем самым, открывая клапан 80. Кнопка 105 стопора примкнет к зубцу 85 края так, чтобы не происходил большой поворот, и чтобы отверстия и соединители не совпадали друг с другом. Как показано на фиг.10, золотник 94 может поворачиваться внутри проточки 84 так, чтобы отверстия 98, 100, 102 и 104 вращались соответственно с соединителями, тем самым, позволяя золотнику разгерметизировать соединители для закрытия клапана. В закрытом положении кнопка 105 стопора будет примыкать к другой стороне зубца 85. Пользователь может быть уверен в том, что при вращении к этому положению остановки он закрывает клапан.
На фиг.11 и 12 показан еще один вариант воплощения клапана 20 (фиг.3-5), обозначенный в основном ссылочной позицией 20". Следует отметить, что клапан 20" работает таким образом, что и клапан 20, и также может включать устройство стопора/углубления клапана 20'. Однако кожух 22" клапана 20 имеет плоский профиль. Кожух 22" включает короткие открытые на концах соединители или ниппели 106, 108, 110 и 112 для сообщения трубопроводов 6, 8, 10 и 12 соответственно. Золотник 34" расположен внутри кожуха проточки по наиболее плотной посадке, то есть имеется очень небольшой зазор между золотником 34" и стенками внутренней проточки кожуха. Это относительно плотное трение может устранить необходимость установления O-образных уплотнений на каждой из сторон на отверстиях золотника. Однако в показанный вариант воплощения включены эти уплотнения, такие как уплотнения 113. Кроме того, как можно видеть, соединители 106, 108, 110 и 112 имеют скругленные внешние концы 114, 116, 118 и 120, соответственно, которые позволяют вводить их в открытые концы трубопроводов 6, 8, 10 и 12, как показано на фиг.12.
На фиг.13 показан другой вариант воплощения клапана 20, обозначенный, в основном ссылочной позицией 200. Функционирует клапан 200 также, как и клапан 20, и может включать внутреннее устройство стопора/углубления клапана 20'. Клапан 200 включает кожух 202 с низким профилем. Кожух 202 имеет внутреннюю проточку (не показана), как показано в отношении других вариантов воплощения. Золотник 204 расположен с возможностью скольжения внутри кожуха и выполнен и работает так же, как описано выше по отношению к клапанам 20, 20' и 20". Кожух 202 имеет плоское основное расширение 204. Ряд соединителей трубопровода 206, 208, 210 и 212 размещены на основном расширении 204. Соединители трубопровода работают так же, как и соединители трубопровода, описанные выше.
Как будет ясно, элементы различных вариантов воплощения клапана могут быть отформованы из или могут быть сформированы или выполнены из любого соответствующего материала типа полиэтилена, легкого прочного металла или чего-либо подобного. Более того, также возможно выполнить клапан так, чтобы золотник приводился соленоидом или сервомотором для устранения ручной манипуляции. На фиг.14 показан один из таких вариантов воплощения. Привод сервомотора 400 связан с золотником. Один из типов привода - это катушка двойного действия. Когда одна катушка возбуждена, золотник передвигается в одном направлении, например, открывая клапан. Когда возбуждена другая катушка, золотник передвигается в противоположном направлении. Сервомотор может возбуждаться любым соответствующим средством, известным из уровня техники, включая энергию батарейки.
Показанные клапаны выполнены для связи четырех трубопроводов в подушке, имеющей четыре надувные зоны. Однако, как будет понятно, клапан подушки может включать любое количество каналов для функционирования в подушках, имеющих большее или меньшее количество отдельных надувных зон. Например, если подушка имеет только две зоны, клапан выполняется с возможностью размещения двух трубопроводов. Это может быть достигнуто выполнением клапана только с двумя каналами или заглушкой двух неиспользуемых каналов клапана с четырьмя каналами. Кроме того, например, если используется клапан с подушкой, имеющей шесть отдельных надувных зон, то клапан включает шесть каналов для связи с трубопроводами.
Работа
Для того чтобы подготовить подушку А для пользователя, клапан 20, 22' 22" или 80 открывается, как это показано на фиг.4, 6, 9 или 12. Посредством клапана открываются трубопроводы 6, 8, 10 и 12 и тем самым обеспечивают возможность трубопроводам находиться в сообщении по текучей среде с проточкой золотника клапана, который устанавливает сообщение четырех зон r, s, t и u через проточку золотника клапана. Открывается заполняющий воздухом клапан 14, и закачивается в него воздух посредством насоса, соединенного с клапаном 14. Первоначально воздух проходит в ячейки зоны r, но так как ячейки остальных зон s, t и u находятся в сообщении с ячейками зоны г через открытый клапан, то надуваются все ячейки 4, и ячейки 4 достигают состояния равновесия. В подушку А закачивается достаточно воздуха для того, чтобы превысить требования для поддерживания пользователя. Затем клапан 14 закрывается, а насос отсоединяется.
Затем излишне надутая подушка А размещается на поддерживающей поверхности, на которой должен расположиться пользователь. Затем на подушку А садится пользователь в местоположение, которое он или она хочет занять, и медленно выпускает воздух из клапана 14 заполнения воздухом для опускания пользователя. Поскольку воздух выпущен, ягодицы пользователя утапливаются глубже и глубже в множество ячеек 4, которые имеют тенденцию обволакивать и принимать контур ягодиц. Выпускают достаточно воздуха для того, чтобы опустить область седалища в пределах приблизительно [1/2] дюйма основания 2. Конечно, при выпуске воздуха наружу подушки А, ячейки 4 остаются, по существу, при том же самом внутреннем давлении, потому что они взаимосвязаны через открытый клапан. Когда пользователь достигает необходимого опускания, клапан 14 заполнения воздухом закрывается.
При погружении в ячейки подушки А, пользователь перемещается или его перемещают другие к положению, желательному для поддержания в течение длительного периода, и это приводит к перераспределению воздуха среди ячеек 4 нескольких зон r, s, t и u. В то время, как ячейки 4 нескольких зон r, s, t и u достигают равновесия, прекращается поток между зоной r, s, t и u. В это время золотник клапана управляется в замкнутой конфигурации (фиг.5, 7, 10), таким образом предотвращая утечку воздуха через золотник проточки и, таким образом, изолируя зоны r, s, t и u.
Изолированные зоны r, s, t и u передают устойчивость подушке А, что служит для поддержания пользователя в выбранном положении. Таким образом, поскольку пользователь пытается занимать различное положение, то он или она столкнется с большим сопротивлением ячеек 4 одной или более зон r, s, t и u, и они заставят пользователя вернуться к начальному положению. Изменяя объем воздуха между зонами, например, можно приспособить подушку для физических уродств, при поддержании удовлетворительной защиты от ран от сдавливания. Способность поддерживать выбранное положение особенно полезна для пользователей, страдающих дефектами спины, и для тех, чьи мускулы атрофированы.
На фиг.15 и 16 показан вариант воплощения клапана согласно настоящему изобретению, обозначенного в основном ссылочной позицией 300, разработанной так, чтобы обеспечить надувание зон r, s, t и u через золотник клапана. Как показано, клапан 300 выполнен подобно клапану, показанному на фиг.3 и 4, и имеет кожух 302 с внутренней проточкой 304. Кожух включает каналы 306, 308, 310 и 312 с открытыми концами, которые открываются в проточку 304. Золотник 314 с внутренней проточкой 316 размещен с возможностью перемещения внутри проточки 304. Золотник 314 имеет ряд коротких каналов 318, 320, 321 и 322, которые сообщаются с проточкой 316. Золотник выравнивает давление внутри четырех зон r, s, t и u, как описано выше. Однако золотник 314 имеет пробку 324 на одном конце и надувающее устройство 326 на другом конце. В показанном варианте воплощения надувающее устройство 326 включает трубопровод 328, имеющий внутренний канал 330, приспособление 332 на одном конце для соединения шланга с золотником и обычный клапан 334 заполнения на противоположном конце. Канал 330 трубопровода находится в сообщении по текучей среде с проточкой 316. Как можно понять, клапан 334 присоединен к источнику воздуха (не показан), такого как насос или воздушный резервуар, для обеспечения потока воздуха по трубопроводу, каналу золотника и соответствующим трубопроводам для надувания подушки до необходимого начального давления. Надувающее устройство 326 обеспечивает более легкий доступ для надувания при использовании подушки в качестве обычной подушки для инвалидной коляски.
В другом показанном использовании надувающее устройство с клапаном находится в надувной подушке сиденья, используемого в транспортном средстве, таком как грузовик. Устройство может быть связано с воздушным источником грузовика. Клапан 300 открывается при управлении золотником 314 так, чтобы воздух от воздушного источника проходил, по существу, одновременно в четыре зоны r, s, t и u для надувания подушки. Клапан 300 закрывается, когда подушка надута соответствующим образом, и на нее садится пользователь. При желании, устройство 326 может быть удалено от воздушного источника, а заполняющий клапан 334 закрыт.
Предпочтительно, чтобы заполняющий клапан 334 был соединен непосредственно с золотником, если нежелательно использование трубопровода. Также надувающее устройство может использоваться с любым из описанных вариантов воплощения клапана, описанных здесь. Оно описано при использовании с клапаном 300 в целях ясности и краткости. Аналогично, надувающее устройство 326 является примерным вариантом воплощения надувающего устройства, а термин "надувающее устройство", используемое здесь и в формуле изобретения, предназначен для того, чтобы охватить любое устройство, которое может быть связано с проточкой золотника любого из описанных клапанов, тем самым позволяя надувать зоны r, s, t и u через клапан.
Другой примерный вариант воплощения клапана согласно настоящему изобретению обозначен в основном ссылочной позицией 500 на фиг.17 и функционирует с надувающим устройством по такому же принципу, как и описано выше со ссылкой на другие примеры вариантов воплощения. Клапан 500 имеет круглую несколько плоскую конфигурацию и включает кожух 502, золотник 504 внутри корпуса (фиг.19) и привод 506, функционально связанный с золотником. Подробная деталировка корпуса 502 показана на фиг.18. Кожух 502 имеет по существу круглую или дискообразную форму и включает периферийную стенку 508, верхнюю стенку 510 и нижнюю стенку 512. Перечисленные стенки ограничивают круглую внутреннюю полость 514. Отверстие или прорезь 516 расположено на верхней стенке. Также на верхней стенке расположено небольшое дугообразное углубление 517 стопора.
Нижняя стенка 512 включает четыре равномерно разнесенных отверстия или прорези 518, 520, 522 и 524, которые сообщаются по текучей среде с полостью 514. В показанном варианте воплощения отверстия 518, 520, 522 и 524 включают короткие трубчатые удлинения 526, 528, 530 и 532, соответственно. Трубчатые удлинения связаны с трубопроводами подушки по такому же принципу, как и описанному выше. Корпус может быть выполнен без удлинений и трубопроводов, непосредственно связанных с отверстиями в нижней стенке.
Золотник 504, как это лучше всего видно на фиг.19, размещен с возможностью вращения в полости 514. Золотник 504 имеет круглую или дискообразную форму и такой размер, чтобы размещаться внутри полости 514. Золотник 504 имеет концентрическую ступицу 534 с выступающим валом 536 привода. Вал 536 проходит через отверстие 516 в верхней стенке корпуса и, при необходимости, может быть соответствующим образом загерметизирован. Золотник 504 имеет периферийный край 538 с кольцевой впадиной или углублением 540, выполненным между ее краем и ступицей. Четыре одинаково разнесенных друг от друга отверстий 542, 544, 546 и 548 выполнены через золотник в углублении 540.
Привод 506, как это лучше всего видно на фиг.20, включает рычажок 550, имеющий отверстие 552 на своем первом конце, и ручку 554, выступающую наверх из верхней поверхности второго конца. Отверстие 552 имеет такой размер, чтобы выполнить на валу 536. Стопор 556 расположен на нижней поверхности рычажка 550, смежного ручке 554. Стопор размещен таким образом, чтобы он занял углубление 517. Привод 506 является одним примером варианта воплощения устройства, используемого для придания обычного перемещения золотника внутри кожуха. Термин "привод", используемый здесь, предназначен для включения любого устройства или элемента, которые могут придать движение золотнику внутри кожуха.
На фиг.21 показан клапан 500 в открытом положении, в котором установлено сообщение по текучей среде между всеми четырьмя зонами подушки. В этом первом положении отверстия 542, 544, 546 и 548 находятся в уравненном состоянии и в сообщении с отверстиями 518, 520, 522 и 524 корпуса. Зоны подушки сообщаются посредством кольцевого углубления 540. Когда привод и, следовательно, золотник 504, перемещается в противоположном направлении, как это показано на фиг.22, отверстия перемещаются из выровненного положения и сообщение между зонами блокируется. Стопор 556 примыкает к одному концу углубления 517 стопора при открытом положении клапана и примыкает к противоположному концу углубления стопора при полностью закрытом клапане, позволяя пользователю определять, когда клапан открыт или закрыт.
Как будет понятно для специалиста в данной области техники, надувающее устройство также может быть присоединено к клапану 500, тем самым позволяя надувать все четыре зоны подушки, как это было описано подробно выше. Также клапан 500 может иметь соответствующую конструкцию стопора, связанного с приводом, золотником или кожухом для закрепления золотника по месту.
Клапаны, описанные со ссылкой на фиг.1-22, являются объектами изобретения аналогичной американской заявки №10/052,101, поданной 17 января 2002, и аналогичной международной заявки WO 02/065004, поданной 17 января 2002, принадлежащие общему заявителю, при этом их содержание включено посредством ссылки.
Другой вариант воплощения клапана для разделенной на зоны ячеистой подушки обозначен в основном ссылочной позицией 600 на фиг.23-31. Клапан 600 включает признаки соединения и герметизации, которые теперь будут раскрыты более подробно. Как можно видеть на фиг.23, клапан 600 присоединен к периферийному краю Е подушки, которая включает четыре воздушных трубопровода 6, 8, 10 и 12, находящихся в сообщении по текучей среде с зонами r, s, t и u, как было раскрыто выше. Клапан 600 включает внешний кожух 602, содержащий две половины или части 604 и 606.
Со ссылкой на фиг.24 и 28, часть 604, в основном являющуюся верхней частью при присоединении к подушке, как это показано на фиг.23, имеет передний участок 607 и задний участок 608, являющиеся в основном полукруглыми в своем поперечном сечении, что определяет проход 610, проходящий по длине этой части. Передний участок 607 является в основном более утолщенным, чем задний участок, имеющий, по существу, плоскую внешнюю поверхность 611 (фиг.23). Внутренняя часть участка 607 имеет ряд равноотстоящих гнезд соединителей с ниппелями, являющихся углублениями 612, 614, 616 и 618 в толщине материала и, в показанном варианте воплощения, имеющего полукруглое поперечное сечение, перпендикулярное проходу 610. Между гнездами ниппелей расположен ряд трех одинаково разнесенных друг от друга отверстий 620, 622, 624 установки. На одном конце участка 607 находится крыло 626, а на противоположном его конце - крыло 628. Установочные отверстия 630 и 632 выполнены, соответственно, на крыльях 626 и 628. Гнездо 612 ниппеля имеет пару разнесенных поднятых стопоров 634 и 636, выполненных на поверхности. Аналогично, гнездо 614 ниппеля, включает поднятые стопоры 638, 640; ниппельное углубление 616 включает поднятые стопоры 642, 644, а гнездо 618 ниппеля содержит поднятые стопоры 646, 648.
Половина 606 кожуха имеет, по существу, плоский передний участок 650 и задний участок 652, являющийся в основном полукруглым в поперечном сечении, образуя проход 654. Полная форма половины 606 кожуха сопряжена с половиной 604 этого кожуха. Внутренняя поверхность 655 переднего участка 650 имеет четыре пары отдельных разнесенных друг от друга поднятых стопоров 656, 658; 660, 662; 664, 666; и 668, 670. Передний участок 650 включает три равноотстоящих друг от друга установочных отверстия 672, 674, 676 между парами поднятых стопоров. Участок 650 включает крылья 678 и 680 с соответственно выполненными там установочными отверстиями 682, 684. Следует отметить, что установочные отверстия 672, 674, 676, 682 и 684 части 604 кожуха выровнены с отверстиями 620, 622, 624, 630 и 632 части 606 кожуха, когда обе половины кожуха выровнены.
Проходы 610 и 654 соединяются для получения полости 686 (фиг.30), которая проходит по длине кожуха (исключая крылья), когда обе половины выровнены. Также поднятые стопоры 656, 658; 660, 662; 664, 666; и 668, 670 части 606 кожуха выровнены в поперечном направлении, соответственно, с поднятыми стопорами 634, 636; 638, 640; 642, 644; и 646, 648 части 604 кожуха, когда две части кожуха выровнены в собранном устройстве.
Клапан 600 включает корпус 686 золотника, проходящий между двумя половинами кожуха. Корпус 686 золотника и внутренний золотник 688 детально показаны на фиг.24, 25 и 27. Корпус 686 золотника имеет кожух 690, включающий, по существу, цилиндрическую стенку 690 с продольной внутренней проточкой 692. Цилиндрическая стенка 690 имеет такие размеры, чтобы она могла разместиться в полости 686. Корпус 686 золотника включает ряд ниппелей 694, 696, 698, 700 соединителя, равномерно распределенных по его длине. Каждый соединительный ниппель имеет внутреннюю проточку, такую как 701, которая перпендикулярна внутренней проточке 692 и открывается в нее. Соответствующие ниппели соединителя, в показанном варианте воплощения, имеют, по существу, полукруглое или D-образное поперечное сечение. Как лучше всего видно на фиг.25, каждый из ниппелей 694, 696, 698, и 700 соединителя имеет, соответственно, пару разнесенных друг от друга периферийных вспомогательных углублений 702 и 704, 706 и 708; 710 и 712, и 714 и 716 на внешней поверхности соединителя с ниппелями.
Соединители с ниппелями размещены в гнездах 612, 614, 616 и 618 соединителя. Пары стопоров 634, 636, 638, 640, 642, 644 и 646, 648, выполненные на поверхности гнезд соединителя, выравниваются с парами углублений на скругленной стороне гнезда соединителя, когда ниппели соединителя размещены в гнездах соединителя. Удерживающие углубления на плоской стороне ниппелей соединителя выравниваются со стопорами 656, 658; 660, 662; 664, 666; и 668, 670 на поверхности второй части 606 кожуха, когда клапан собран. Соединители 694, 696, 698, 700 с ниппелями имеют такие размеры, чтобы плотно устанавливаться внутри концов воздушных трубопроводов 6, 8, 10 и 12, как будут более детально объяснено ниже.
Внутренний золотник 688 находится в зацеплении с проточкой 692 корпуса золотника так, чтобы он могла перемещаться по оси внутри проточки корпуса золотника. Золотник 688 является, в основном, трубчатым в конструкции, имеющим стенку 689 и внутреннюю проточку 720. Ряд линейно выровненных разнесенных друг от друга портов или отверстий 722, 724, 726 и 728 открывается в проточку 720. "O"-образные кольцевые уплотнения 730, 732, 734, 736, 738, 740, 742, 744 и 746 размещены на каждой стороне соответствующих портов для обеспечения жидкостной или воздушной герметизации вокруг портов и получения дискретных воздушных камер С-1, С-2, С-3 и С-4. Воздух в камере может проходить по периферии золотника и проходить в соответствующий порт. Золотник 688 закупорен на каждом конце пробками 748 и 750. Плоская шайба 751 расположена между пробкой с резьбой и концом золотника так, чтобы облегчить закупоривание конца золотника пробками. Пробки 748 и 750 обеспечивают такую структуру для пользователя, чтобы он мог пользоваться золотником и управлять им до остановки касанием или ухватом при перемещении золотника по оси внутри проточки кожуха. Воздушные полости вокруг отверстий 722, 724, 726 и 728, соответственно, выровнены и не выровнены с соединителями 700, 698, 696 и 694 с ниппелями, когда соединители с ниппелями соединены с воздушными трубопроводами для открытия и закрытия клапана и обеспечения воздушного потока или блокирования воздушного потока между надуваемыми зонами подушки А, как было объяснено выше со ссылкой на другие примеры вариантов воплощения.
Как будет понятно, хотя в показанных вариантах воплощения для ясности порты золотника выровнены и совпадают с отверстиями в воздушных трубопроводах, нет необходимости, чтобы два набора отверстий были полностью выровнены. Для того, чтобы золотник функционировал в открытом положении, например, необходимо, чтобы воздушные камеры С-1, С-2, С-3 и С-4 были выровнены с отверстиями. Как описано выше, воздух может проходить вокруг золотника внутрь воздушной камеры и поступать или выходить через порт. Это позволяет клапану золотника функционировать, даже если пользователь неосторожно поворачивает золотник вокруг его продольной оси, выводя два набора отверстий из совпадения. Таким образом, когда ссылка делается на порты золотника и отверстия к воздушным трубопроводам, находящимся в выровненном или совпадающем положении, это, в основном, определено как воздушные камеры вокруг портов золотника, соответственно размещенных относительно отверстий к воздушным трубопроводам так, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде через порты золотника и воздушные трубопроводы. Следовательно, нет необходимости двум наборам отверстий находиться в абсолютно выровненном или совпадающем положении, а лишь требуется функциональное выравнивание, то есть выравнивание, которое обеспечивает действие потока текучей среды между отверстием трубопровода и связанным с ним портом золотника.
Внешний кожух, корпус золотника и золотник могут быть в поперечном сечении цилиндрической, яйцевидной, треугольной, прямоугольной или любой другой формы, так как золотником можно управлять от стороны к стороне для перемещения соответствующих отверстий в и из функционального выравнивания.
Структура клапана 600 обеспечивает усиленное присоединение к подушке А, как будет теперь раскрыто. Со ссылкой на фиг.23, 30 и 31 будет понятно, что каждый из всех соединителей с ниппелями вводится в открытый конец одного из воздушных трубопроводов. В показанном варианте воплощения, каждый трубопровод имеет в основном D-образное поперечное сечение, поднятое на верхней стороне и плоское на стороне основания. Посредством примера, со ссылкой на фиг.30 и 31, соединитель 694 с ниппелем вставлен в конец воздушного трубопровода 12. Как только ниппели соединителя размещаются в воздушном трубопроводе, эти две половины 606, 608 кожуха клапана размещаются на каждой стороне корпуса 686 золотника в грейферном соединении с кожухом 690 корпуса золотника, размещенным в полости 686. Относительно плоские передние части 607 и 650 половин кожуха накладываются на периферийный край Е подушки. Эти две половины затем с усилием скрепляются вместе заклепками R или другими соответствующими соединителями, такими как винты или чем-либо подобным, проталкиваемым по периферийной кромке подушки А через противолежащие и выровненные установочные отверстия 672, 674, 676, 682, 684 и 620, 622, 624, 630 и 632. Как показано, периферийный край Е и воздушный трубопровод 12 сходятся между половинами кожуха, в частности, зажимая материал между удерживающими углублениями 702, 704 и противолежащими стопорами 646, 648 и 668, 670. Это сходящееся соединение находится по всей длине клапана, включая каждый воздушный трубопровод, тем самым сильно зажимая клапан по периферии подушки для предотвращения выхода клапана из подушки.
Кроме того, как показано на фиг.30, до введения соединителя с ниппелями в трубопровод, в удерживающее углубление может быть введен адгезивный состав или клей G, как показано, в углубления 702 и 704. Поскольку в углублениях применяется небольшое количество адгезивного состава при введении соединителя с ниппелями в открытый конец трубопровода, то клей G в основном остается в местах углублений и механически не выталкивается на тело корпуса золотника стенкой трубопровода, как это может случиться, если адгезивный состав нанесен на ниппель соединителя, имеющий гладкую поверхность. Когда две половины клапана плотно сжаты вместе, стопоры попадают в зацепление с удерживающими углублениями и заставляют адгезивный состав выходить из удерживающих углублений, вынуждая его выходить на поверхность по длине соединителя с ниппелями и воздушного трубопровода, как показано на фиг.30, для обеспечения лучшего соединения между соединителем с ниппелями и воздушным трубопроводом. Этот процесс повторяется с каждым соединителем с ниппелями и воздушным трубопроводом. Следовательно, клапан, согласно настоящему изобретению, обеспечивает улучшенное механическое присоединение и адгезивное присоединение к подушке.
Хотя показанный клапан 600 имеет два удерживающих углубления на каждом ниппеле соединителя и, соответственно, два удерживающих стопора на внутренних поверхностях обеих: первой части кожуха и второй части кожуха, будет понятно, что могут быть достигнуты различные аспекты изобретения, если соединитель с ниппелями будет иметь одно или более двух удерживающих углублений. Соответственно, половины кожуха будут иметь один или более двух удерживающих стопоров. Также находится в рамках изобретения и то, если соединитель с ниппелями будет иметь больше удерживающих углублений, чем части кожуха - стопоров. Клапан 600 может быть сконструирован и с более, чем четырьмя ниппелями соединителя или менее, чем с четырьмя ниппелями соединителя, если на надувной подушке расположено больше или меньше воздушных трубопроводов.
Как объяснено выше со ссылкой на другие примеры вариантов воплощения, надувающее устройство может также быть присоединено к клапану 600 для обеспечения надувания всех четырех зон подушки, как подробно было описано выше. Как и с другими вариантами воплощения, клапан 600 может иметь соответствующую конструкцию стопора, связанную с золотником или корпусом золотника для закрепления золотника на месте.
Хотя подушка А и клапан предназначены для подушек, на которых сидят, их использование может быть расширено, и, как предварительно обсуждено, они формируются с различными типами соединения зон и различным количеством зон. Дополнительно те же самые принципы изобретения могут быть применены и к надувному матрацу, автомобильному сиденью, сиденью в грузовике, сиденью велосипеда или сиденьям мотоцикла или к любому другому типу сиденья с надувной подушкой или любой поверхности для отдыха. Следовательно, термин "подушка", используемый в формуле изобретения, предназначен для включения любого такого устройства сидения, независимо от конфигурации или применения. Кроме того, клапан может использоваться в любых надуваемых воздухом устройствах, отличных от подушек, которые разделены на воздушные камеры или зоны.
Предшествующее описание и сопровождающие чертежи предназначены для иллюстрации лучшего варианта осуществления настоящего изобретения, известного изобретателям на сегодняшний день и не должно служить ограничением.
Реферат
Изобретение относится к клапану для использования с надувным матрацем или подушкой для установления сообщения по текучей среде между двумя или более зонами, или может использоваться для изоляции зон с образованием конструкции для присоединения к подушке так, чтобы предотвратить смещение и утечку. Клапан включает корпус золотника, размещенный между двумя внешними половинами кожуха. Каждая из половин кожуха имеет множество гнезд соединителя с ниппелями. Каждое гнездо соединителя с ниппелями имеет, по меньшей мере, один внешний стопор. Корпус золотника имеет ряд соединителей с ниппелями по своей длине. Ниппели вставлены в воздушные трубопроводы по периферийному краю подушки и связаны с индивидуальными надувными зонами. Каждый соединитель с ниппелями имеет, по меньшей мере, одно удерживающее углубление на своей поверхности. Стопоры половин кожуха взаимодействуют с краем подушки и удерживающим углублением для удержания ниппеля в воздушных трубопроводах. Внутри проточки, содержащей золотник, расположен подвижный золотник. Золотник имеет продольную внутреннюю проточку и множество отверстий по своей длине. Отверстия сообщаются с внутренней проточкой. Клапан открывают, выравнивая отверстия золотника с соединителем с ниппелями для сообщения надувных зон через проточку золотника клапана. Клапан закрывают, перемещая отверстия золотника из выровненного положения с отверстиями кожуха для герметизации надувных зон. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 31 ил.
