專利名稱：鼓桶的通氣孔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鼓桶的通氣(venting of drum)，更具體是涉及一種用于鼓桶的通氣孔裝置。
背景技術(shù)：
鼓桶、桶以及其它容器被普遍用于存儲(chǔ)、運(yùn)輸和分配化學(xué)制品和工業(yè)流體。在美國(guó)專利US6,045,000中公開了這種鼓桶的一個(gè)例子，此專利權(quán)由本發(fā)明的所有人持有并在此全部引用作為參考。在一些工業(yè)上，諸如半導(dǎo)體處理，所包含的流體可能具有很高的揮發(fā)性并且可能含有蒸汽或者氣體，它們將在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力直至被排出。這種流體的一個(gè)例子是過(guò)氧化氫，其將含有氧氣。還有，象過(guò)氧化氫，這些流體可能是有毒的、易燃的或者有其他的危險(xiǎn)。因而，重要的是這些流體必須裝在鼓桶中而且不允許泄漏。此外，所含有的流體經(jīng)常必須保持在一個(gè)非常純凈的條件下，必須防止任何外部污染物通過(guò)通氣孔或其它孔進(jìn)入容器。在美國(guó)專利US6,079,597中披露了一種具有這些特點(diǎn)中的許多特點(diǎn)的控制系統(tǒng)和分配頭的一個(gè)例子，在此也被全部引用作為參考。
具有通氣孔的鼓桶和封閉裝置被用于用船運(yùn)送危險(xiǎn)的化學(xué)制品，比如許多用于半導(dǎo)體處理的化學(xué)制品，不管是在美國(guó)境內(nèi)運(yùn)輸，還是在國(guó)際間運(yùn)輸，分別根據(jù)美國(guó)交通部以及聯(lián)合國(guó)的要求，它們必須通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試。這些測(cè)試中的一種，根據(jù)49 C.F.R.§178.603(2001)，要求鼓桶倒轉(zhuǎn)地下落。在測(cè)試之后，鼓桶必須保持它的結(jié)構(gòu)完整性并且必須沒(méi)有流體泄漏。
在上述下落測(cè)試期間，通氣孔裝置經(jīng)受著一個(gè)急劇的壓力反向。當(dāng)鼓桶第一次與地面撞擊時(shí)，鼓桶偏斜，壓縮桶內(nèi)的流體并向鼓桶內(nèi)的通氣孔施加一個(gè)液體壓力。接著，當(dāng)鼓桶可能彈性地回彈且流體流動(dòng)離開通氣孔時(shí)，空氣將在相反方向上通過(guò)通氣孔抽回。
已經(jīng)為通氣孔裝置和其它容器開發(fā)出各種裝置，以便允許釋放出的蒸汽和氣體逸出，同時(shí)防止流體泄漏和污染物進(jìn)入。一種這樣的現(xiàn)有裝置設(shè)有一個(gè)帶螺紋的塑料塞，在塑料塞的中心具有一個(gè)或更多小孔。一張薄膜粘貼在小孔上并固定到塞子的邊緣上。塞子旋入鼓桶頂部的一個(gè)相應(yīng)的螺紋孔中，薄膜朝向鼓桶內(nèi)部。這種薄膜通常是一片背襯薄紗(scrim)材料上的PTFE(聚四氟乙烯)材料。該薄膜和薄紗的厚度為約0.015至0.020英寸。該P(yáng)TFE薄膜允許氣體和蒸汽分子通過(guò)上述小孔和薄膜的氣孔逸出，同時(shí)防止流體泄漏。
這些現(xiàn)有裝置的一個(gè)問(wèn)題在于，除非上述薄膜和薄紗組件制得相當(dāng)?shù)暮?，否則在上述下落測(cè)試期間所發(fā)生的通過(guò)通氣孔侵入的空氣就有使薄膜破裂的趨勢(shì)或者將它從塞子上撕開而變松。此外，厚的薄膜材料限制了通過(guò)通氣孔的流動(dòng)，導(dǎo)致減弱了通氣性能。厚材料能夠阻礙干燥的化學(xué)制品，導(dǎo)致通氣孔最終失效。另一個(gè)問(wèn)題是，薄膜是開放地與外部物體接觸，結(jié)果很容易被損壞。
還開發(fā)了其它現(xiàn)有技術(shù)的通氣孔，其中在薄膜附近設(shè)置了保護(hù)結(jié)構(gòu)，以便保護(hù)薄膜不與外物接觸。然而，在這些通氣孔中，假如鼓桶不是存儲(chǔ)在直立狀態(tài)，化學(xué)制品能保持在保護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)，在薄膜附近可能發(fā)生凝結(jié)或者變干燥。如上所述，這將導(dǎo)致通氣孔裝置的最終失效。
在一些現(xiàn)有技術(shù)的通氣孔中已經(jīng)使用了更薄的薄膜，以改善通氣孔的效能。這些薄膜能夠薄到0.002英寸，并且能夠具有0.2微米數(shù)量級(jí)的氣孔尺寸。在通氣孔的內(nèi)側(cè)上設(shè)置有一個(gè)保護(hù)板結(jié)構(gòu)，位于薄膜之上并與之稍微間隔開。此裝置中的該保護(hù)板具有兩個(gè)作用。第一，它為薄膜提供保護(hù)以免接觸，甚至與任何硬制物體很輕微的接觸都將會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞，因?yàn)樗暮穸群鼙?。其次，在下落測(cè)試的空氣侵入階段，它可以用來(lái)約束薄膜，從而防止薄膜破裂。該保護(hù)板通常被放置在與薄膜相距不超過(guò)約0.030英寸的位置，在下落測(cè)試期間沒(méi)有招致破裂的危險(xiǎn)。
然而，對(duì)于設(shè)有保護(hù)板的更薄的薄膜，存在一個(gè)問(wèn)題是，化學(xué)制品能夠“懸掛”在保護(hù)板結(jié)構(gòu)上并可能積聚在薄膜周圍。這些化學(xué)制品可能凝結(jié)或者變干燥，導(dǎo)致通氣孔失效。而且，為了充分地保護(hù)和約束薄膜而所需的保護(hù)板的結(jié)構(gòu)相對(duì)堅(jiān)硬，在某些情況下將可能導(dǎo)致通氣孔性能的喪失。
工業(yè)上所需要的是為鼓桶提供一種更有效和更耐用的通氣孔裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能夠充分地滿足上述工業(yè)需要。本發(fā)明包括一個(gè)通氣孔裝置，適用于密封地容納在鼓桶的一個(gè)孔內(nèi)。該通氣孔裝置包括一個(gè)本體，該本體具有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁并限定出多個(gè)通氣孔通道(vent passage)。通氣孔通道延伸穿過(guò)本體而且每一個(gè)通道在所述一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的每一側(cè)壁上具有一個(gè)孔。所述通氣孔通道被間隔地設(shè)置在本體的中心部周圍。一個(gè)薄膜被設(shè)置成覆蓋住本體的所述相對(duì)側(cè)壁對(duì)之一上的通氣孔通道的孔。在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道的孔的密封帶上，該薄膜結(jié)構(gòu)密封地粘貼到本體部上。薄膜結(jié)構(gòu)的一部分還粘貼到本體的中心部上。一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)可以附加到本體上并定位在薄膜結(jié)構(gòu)之上。
薄膜結(jié)構(gòu)附加到本體的中心部上以及環(huán)繞通氣孔的密封帶上，提供了超過(guò)現(xiàn)有裝置的非常大的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在強(qiáng)度和耐用性上。首先，額外的附加接觸面積允許施加到薄膜結(jié)構(gòu)上的作用力遍布在一個(gè)更大的面積上。結(jié)果，在下落測(cè)試期間以及其它導(dǎo)致高載荷的情形下，減小了密封帶處的應(yīng)力值。因而，在上述情形下，薄膜組件將撕破變松或者破裂的可能性就減少了。而且，在這些狀態(tài)下，造成通氣孔薄膜組件未被支撐跨度上整體減少使得薄膜很少偏斜。上述結(jié)構(gòu)還使得能夠利用通常更薄的薄膜結(jié)構(gòu)，在該薄膜結(jié)構(gòu)與任何保護(hù)結(jié)構(gòu)之間的間距更大，因而改善了通氣孔裝置的有效性和性能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種鼓桶的透視圖；圖2是一種具有本發(fā)明的通氣孔裝置的通氣孔塞的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種通氣孔裝置的分解透視圖，從裝置的面向鼓桶內(nèi)部的一側(cè)看；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種通氣孔裝置的分解透視圖，從裝置的面向鼓桶外部的一側(cè)看；圖5是通氣孔裝置的外部側(cè)的平面圖；圖6是通氣孔裝置的側(cè)面正視圖；圖7是通氣孔裝置的內(nèi)部側(cè)的平面圖；圖7a是移除了薄膜結(jié)構(gòu)和保護(hù)結(jié)構(gòu)的通氣孔裝置的本體部的內(nèi)部側(cè)的平面圖；圖8是沿圖5的截面線8-8截取的通氣孔裝置的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1和2，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種鼓桶10和通氣孔塞12。圖1以透視的方式示出了一個(gè)吹塑模制的鼓桶10，總體上包括一個(gè)圓柱形壁部14、一個(gè)頂部結(jié)構(gòu)16和一個(gè)底部結(jié)構(gòu)18。頂部結(jié)構(gòu)16包括一個(gè)第一桶孔20和一個(gè)第二桶孔22。第二桶孔被用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塞子24封閉，該塞子密封地嚙合在第二桶孔22內(nèi)。通氣孔塞12密封地嚙合在第一桶孔20內(nèi)。第一和第二桶孔20，22通常具有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋以螺紋方式與通氣孔塞12和標(biāo)準(zhǔn)塞子24上的外螺紋密封地嚙合。然而，應(yīng)當(dāng)知道，可以采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉的任何替換方式將孔塞12和塞子24嚙合在桶孔20，22內(nèi)。
圖2示出通氣孔塞12的透視圖。通氣孔塞12總體上包括桶塞部26和通氣孔裝置28。如圖3所示，通氣孔裝置28總體上包括本體30、薄膜結(jié)構(gòu)32和保護(hù)結(jié)構(gòu)34。
所述本體30優(yōu)選是由合適的聚合物材料模制成一個(gè)單一元件。本體30總體上包括頭部36和尾部38。尾部38總體上包括外殼部40，外殼部環(huán)繞一個(gè)內(nèi)通氣部42，限定出一個(gè)環(huán)形空間44。在環(huán)形空間44內(nèi)形成有間隔肋46用于穩(wěn)定和橫向支撐內(nèi)通氣部42。內(nèi)通氣部42具有多個(gè)通氣孔通道48，通道48從內(nèi)側(cè)壁50延伸并穿過(guò)內(nèi)通氣部42直到通氣孔裝置28的外側(cè)壁52。內(nèi)側(cè)壁50在其圓周上具有一個(gè)突出的環(huán)形環(huán)結(jié)構(gòu)54，限定出一個(gè)凹槽部56。
外殼部40可以具有螺紋58，能使之旋入到通氣孔塞12上的一個(gè)合適的螺紋接收部60上或者直接旋入鼓桶的桶孔內(nèi)。當(dāng)然，也可以采用其它合適的方法將通氣孔裝置28固定在一個(gè)孔內(nèi)，包括采用粘結(jié)劑、整體模制、熱壓接合(heat staking)、焊接或者任何其它連接方法，從而通氣孔裝置28可以被密封地和牢固地固定在該孔內(nèi)。外殼部40還可以具有一個(gè)用于接收保護(hù)結(jié)構(gòu)34的凹槽62，如在下文中進(jìn)一步描述的那樣。
頭部36可以具有象鍵槽64一樣的結(jié)構(gòu)，以使通氣孔裝置28能旋入或者插入和固定在接收部60內(nèi)。頭部36還可以具有突出的凸緣66，凸緣可以起到一個(gè)止塊的作用，以便于操作者確定通氣孔28的正確插入位置。
通氣孔通道48通過(guò)鍵槽64底部70上的孔68與大氣連通。如圖7a所示，通氣孔通道48通過(guò)通氣孔裝置28內(nèi)側(cè)壁50上的孔72與鼓桶10內(nèi)部的氣體連通。從而，通氣孔通道48從通氣孔裝置28的內(nèi)側(cè)壁50向外側(cè)壁52延伸穿過(guò)通氣孔裝置28。
如圖3和4的分解圖所示，通氣孔薄膜組件74固定到凹槽部56內(nèi)的內(nèi)側(cè)壁50上，并覆蓋住孔72。通氣孔薄膜組件74總體上包括支承背襯76和薄膜78。支承背襯76典型地是一種無(wú)紡織物或者薄紗材料。在目前的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通氣孔薄膜組件74是由一種層壓材料制成，它從W.L.Gore公司可以得到，標(biāo)號(hào)為#CVL-SA2。在此材料中，支承背襯76是一種聚丙烯網(wǎng)狀材料，而薄膜78是薄的擴(kuò)張PTFE，其氣孔尺寸約0.20微米。在此材料中，薄膜78的厚度約0.002英寸。支承背襯76為薄膜78提供支承和強(qiáng)度，還不會(huì)過(guò)度地限制蒸汽或氣體流過(guò)薄膜，因?yàn)樗哂卸嗫讟?gòu)造。此很薄而且孔小的薄膜比更厚、孔更大的薄膜具有優(yōu)勢(shì)。第一，此薄膜的很薄的尺寸比和更厚的薄膜對(duì)蒸汽流的阻力更小。第二，對(duì)于一些類型的化學(xué)制品而言，較小的微孔比較大的微孔更能夠抵抗化學(xué)制品的堵塞。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，也可以為薄膜78選擇其它厚度和氣孔尺寸，這取決于容器內(nèi)所存儲(chǔ)的具體化學(xué)制品或其它流體。
在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道48的孔72的密封帶上，以及在內(nèi)側(cè)壁50的中心部84上的點(diǎn)82處，通氣孔薄膜組件74密封地固定到內(nèi)側(cè)壁50上。目前優(yōu)選的通氣孔薄膜組件74是采用熱焊接的方法固定的，以便減少污染，但是也可以采用任何其它合適的方式連接，比如粘結(jié)劑或者機(jī)械緊固件。薄膜組件74在點(diǎn)82處的連接使通氣孔薄膜組件74的中心固定并定位，比現(xiàn)有技術(shù)的裝置提供了更大的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在強(qiáng)度和耐用性上。首先，額外的附加接觸面積允許作用力被施加到薄膜組件74上以便遍布在一個(gè)更大的面積上。結(jié)果，在下落測(cè)試期間以及其它導(dǎo)致高載荷的情形下，減小了密封帶80處的應(yīng)力值。因而，在上述情形下，薄膜組件74將被撕破變松或者破裂的可能性就減少了。而且，在這些狀態(tài)下，形成通氣孔薄膜組件74未被支撐跨度整體減少使得薄膜很少偏斜。
所述保護(hù)結(jié)構(gòu)34總體上包括外環(huán)86和十字件88，其限定了孔90?？?0的大小通常是使得外物，比如手指或其它通氣孔塞不會(huì)與通氣孔薄膜組件74接觸。保護(hù)結(jié)構(gòu)34接收在外殼部40的凹槽62內(nèi)。如上所述，薄膜組件74的強(qiáng)度增加使保護(hù)結(jié)構(gòu)34能放置在距薄膜組件74的大致任何距離處，這能夠有效地防止外物，因?yàn)楸Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)34不需要如現(xiàn)有技術(shù)中的裝置那樣來(lái)支撐通氣孔薄膜組件74。最好是，保護(hù)結(jié)構(gòu)34與通氣孔薄膜組件74相距至少約0.050英寸的距離。在目前的大多數(shù)優(yōu)選實(shí)施例中，保護(hù)結(jié)構(gòu)34與通氣孔薄膜組件74相距約0.120英寸。保護(hù)結(jié)構(gòu)34的敞開設(shè)計(jì)以及與通氣孔薄膜組件74的間距增大是有利的，因?yàn)樗偈够瘜W(xué)制品從通氣孔薄膜組件74更徹底地回流，減小了化學(xué)制品在薄膜上凝結(jié)或干燥的可能性以及由此帶來(lái)的通氣孔性能失效。
應(yīng)當(dāng)知道，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可能有很多的優(yōu)選實(shí)施例，這些實(shí)施例對(duì)通氣孔裝置和鼓桶或者容器孔塞采用不同的結(jié)構(gòu)變型。比如，通氣孔裝置28可以是通氣孔塞12或者鼓桶10的一個(gè)整體件。
權(quán)利要求
1.一種通氣孔裝置，適用于密封地容納在鼓桶的一個(gè)孔內(nèi)，該裝置包括一個(gè)本體，其具有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁并限定出多個(gè)通氣孔通道，每一個(gè)通氣孔通道在所述一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的每一側(cè)壁上具有一個(gè)孔并且延伸穿過(guò)本體，所述通氣孔通道被間隔地設(shè)置在本體的中心部周圍；一個(gè)薄膜結(jié)構(gòu)，該薄膜結(jié)構(gòu)覆蓋住本體的所述相對(duì)側(cè)壁之一上的通氣孔通道的孔，在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道的所述孔的密封帶上，該薄膜結(jié)構(gòu)密封地粘貼到本體部上，薄膜結(jié)構(gòu)的一部分還粘貼到本體的中心部上；以及一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)連接到本體上并定位在薄膜結(jié)構(gòu)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜結(jié)構(gòu)包括一個(gè)薄膜層和一個(gè)背襯層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜層包括一種含氟聚合物材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通氣孔裝置，其特征在于所述含氟聚合物材料是PTFE。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜層的厚度約0.002英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通氣孔裝置，其特征在于所述保護(hù)結(jié)構(gòu)與薄膜結(jié)構(gòu)相距至少約0.050英寸。
7.一種用于容納流體的鼓桶，包括一個(gè)底部結(jié)構(gòu)，一個(gè)頂部結(jié)構(gòu)和一個(gè)壁，它們共同限定出一個(gè)封閉體，該封閉體具有至少一個(gè)桶孔；以及一個(gè)孔塞，該孔塞密封地嚙合在所述至少一個(gè)桶孔內(nèi)，所述孔塞包括一個(gè)本體，該本體具有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁并限定出多個(gè)通氣孔通道，每一個(gè)通氣孔通道在所述一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的每一側(cè)壁上具有一個(gè)孔并且延伸穿過(guò)本體，所述通氣孔通道間隔地設(shè)置在本體的中心部周圍；所述孔塞還包括一個(gè)薄膜結(jié)構(gòu)，該薄膜結(jié)構(gòu)覆蓋住本體的所述相對(duì)側(cè)壁之一上的通氣孔通道的孔，在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道的孔的密封帶上，該薄膜結(jié)構(gòu)密封地粘貼到本體部上，該薄膜結(jié)構(gòu)的一部分還粘貼到本體的中心部上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓桶，其特征在于所述壁總體上是圓柱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓桶，其特征在于還包括一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)，其連接到本體上并定位在薄膜結(jié)構(gòu)之上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鼓桶，其特征在于所述保護(hù)結(jié)構(gòu)與薄膜結(jié)構(gòu)相距至少約0.050英寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓桶，其特征在于所述薄膜結(jié)構(gòu)包括一個(gè)薄膜層和一個(gè)背襯層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鼓桶，其特征在于所述薄膜層包括一種含氟聚合物材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鼓桶，其特征在于所述含氟聚合物材料是PTFE。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鼓桶，其特征在于所述薄膜層的厚度約0.002英寸。
15.一種通氣孔裝置，適用于密封地容納在鼓桶的一個(gè)孔內(nèi)，該裝置包括一個(gè)本體，其具有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁并限定出多個(gè)通氣孔通道，每一個(gè)通氣孔通道在所述一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的每一側(cè)壁上具有一個(gè)孔并且延伸穿過(guò)本體，所述通氣孔通道間隔地設(shè)置在本體的中心部周圍；薄膜裝置，其覆蓋住本體的所述相對(duì)側(cè)壁之一上的通氣孔通道的孔，在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道的所述孔的密封帶上，該薄膜裝置密封地粘貼到本體部上，薄膜結(jié)構(gòu)的一部分還粘貼到本體的中心部上；以及保護(hù)裝置，其連接到本體上并定位在薄膜結(jié)構(gòu)之上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜裝置包括一個(gè)薄膜結(jié)構(gòu)，該薄膜結(jié)構(gòu)包括一個(gè)薄膜層和一個(gè)背襯層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜層包括一種含氟聚合物材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通氣孔裝置，其特征在于所述含氟聚合物材料是PTFE。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通氣孔裝置，其特征在于所述薄膜層的厚度約0.002英寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的通氣孔裝置，其特征在于所述保護(hù)裝置與薄膜結(jié)構(gòu)相距至少約0.050英寸。
全文摘要
一種用于鼓桶的通氣孔裝置。該通氣孔裝置包括一個(gè)本體，本體具有一對(duì)相對(duì)側(cè)壁并限定出多個(gè)通氣孔通道。通氣孔通道延伸穿過(guò)本體并且在所述一對(duì)相對(duì)側(cè)壁的每一側(cè)壁上具有一個(gè)孔。通氣孔通道被間隔地設(shè)置在本體的中心部周圍。一個(gè)薄膜結(jié)構(gòu)被設(shè)置成覆蓋住本體的相對(duì)側(cè)壁對(duì)之一上的通氣孔通道的孔。在一個(gè)環(huán)繞通氣孔通道的孔的密封帶上，薄膜結(jié)構(gòu)密封地粘貼到本體部上。薄膜結(jié)構(gòu)的一部分還粘接到本體的中心部上。一個(gè)保護(hù)結(jié)構(gòu)可以連接到本體上并定位在薄膜結(jié)構(gòu)之上。
文檔編號(hào)B65D85/84GK1708437SQ200380102341
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者D·梅恩克 申請(qǐng)人:誠(chéng)實(shí)公司