用于流體指示器的毛細管流量控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于流體指示器的毛細管系統(tǒng)包括流體限制器和毛細管。流體限制器具有通過其中形成的小孔徑。毛細管適于接納流體。流體限制器密封地貼附到毛細管的至少一端，使得小孔徑在毛細管的內(nèi)側(cè)與毛細管的外側(cè)之間連通。可選地，將毛細管處理成使得內(nèi)表面是疏油的且疏水的。該系統(tǒng)更好地控制了毛細管中包含的流體之間的界面或彎月面14，防止了混合。
【專利說明】用于流體指示器的毛細管流量控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年12月6日提交的美國臨時申請N0.61/567，497的權(quán)益，該文件的內(nèi)容通過引用合并于此。
[0003]版權(quán)與法律通告
[0004]本專利文件的公開內(nèi)容的部分包含受版權(quán)保護的材料。 申請人:不反對任何人如其在專利和商標局專利文件或記錄中出現(xiàn)的那樣拓制本專利文件或者專利公開內(nèi)容，但是除此之外，保留所有版權(quán)權(quán)利。此外，本文做出的對于第三方專利或者文章的引用不應(yīng)當被視為承認本發(fā)明無權(quán)由于在先發(fā)明而先于這樣的材料。
[0005]發(fā)明背景
[0006]本發(fā)明涉及液壓流體系統(tǒng)，并且具體地，涉及其中至少兩種流體占用單個容器并且要調(diào)節(jié)這些流體之間的界面水平的消費產(chǎn)品中使用的液壓系統(tǒng)。
[0007]所需的是一種限制流體流量或者將其限制為受控的流量，使得在流體之間的彎月面運動時流體不混合的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供了一種用于流體指示器的毛細管系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個流體限制器以及毛細通道或管。流體限制器具有通過其中形成的小孔徑。毛細管適于接納至少兩種不混溶流體。流體限制器密封地貼附到毛細管的至少一端，使得小孔徑在毛細管的內(nèi)側(cè)與毛細管的外側(cè)之間連通?？蛇x地，將毛細管處理成使得內(nèi)表面是疏油的且疏水的。流體通過流體限制器泵入毛細管中以便使其中包含的流體之間形成的彎月面運動。
[0009]本發(fā)明的目的是更好地控制毛細管中包含的所述至少兩種流體之間的界面或彎月面，防止混合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A為本發(fā)明的流體限制器的頂視圖。
[0011]圖1B為本發(fā)明的流體限制器的截面?zhèn)纫晥D。
[0012]圖1C為本發(fā)明的流體限制器的透視圖。
[0013]圖2A為本發(fā)明的第一可替換實施例的頂視圖。
[0014]圖2B為本發(fā)明的第一可替換實施例的側(cè)視圖。
[0015]圖3A為本發(fā)明的第二可替換實施例的頂視圖。
[0016]圖3B為本發(fā)明的第二可替換實施例的側(cè)視圖。
[0017]圖4A為本發(fā)明的第三可替換實施例的頂視圖。
[0018]圖4B為本發(fā)明的第三可替換實施例的側(cè)視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的第四可替換實施例的截面?zhèn)纫晥D。
[0020]圖6為流體限制器安裝在其端部中的本發(fā)明的毛細管的端部的透視圖。
[0021]圖7為其中安裝了流體限制器的毛細管的端部的部分截面圖。[0022]圖8為一半(halfway)安裝到毛細管的端部中的流體限制器的透視圖。
[0023]圖9為制造本發(fā)明的方法的流程圖。
[0024]圖10為安裝到毛細管的端部中的流體限制器的透視圖，其中存在不充分的密封。
[0025]圖11為在毛細管的端部具有安裝于其上的O型環(huán)的流體限制器的透視圖。
[0026]圖12為制造本發(fā)明的可替換方法的流程圖。
[0027]圖13為根據(jù)流體流的速度和粘度產(chǎn)生的代表性彎月面的表格。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，圖中的元件為了簡單和清楚起見而被圖示出，并且不一定按比例繪制。例如，可能相對于其他元件夸大維度，以便幫助提高對于本發(fā)明及其實施例的理解。此外，當在本文中使用措詞“第一”、“第二”等等時，它們的使用預(yù)期用于區(qū)分相似的元件，并且不一定用于描述相繼的或者按時間先后的順序。而且，說明書中和/或權(quán)利要求書中像“前”、“后”、“頂”和“底”等等那樣的相對措詞不一定用于描述排他性的相對位置。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，這樣的措詞可以是可與其他措詞互換的，并且本文描述的實施例能夠在與明確圖示出的或者以其他方式描述的取向不同的其他取向下操作。
【具體實施方式】
[0029]以下描述并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍，因為它們本質(zhì)上是示例性的，用來描述截至 申請日期:為止本發(fā)明人已知的本發(fā)明的最佳模式。因此，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出本文公開的示例性實施例中描述的任何元件的布置和/或功能的改變。
[0030]現(xiàn)在參照圖1A-1C，當用在諸如W02011/021097A4(其內(nèi)容通過對其引用而合并于此)中描述的手表之類的手表中時，流體限制器10與毛細管12的涂層(太薄而不能在繪圖中圖示出的毛細管12的IDll上的表面處理)結(jié)合提供了顯著的優(yōu)點。尤其是在設(shè)置時間時或者在早上或晚上6點(at6in the morning or evening)的返回周期(即逆行系統(tǒng))期間，限制器10防止管內(nèi)的兩種流體12和20之間的彎月面14的過分快速的運動。事實上，在沒有它們的情況下，取決于溫度，兩種液體16和20之一分別可以通過在另一種液體中產(chǎn)生通道22而破壞另一種液體。
[0031]應(yīng)當指出的是，在一些實施例中，例如合并于此的W02011/021097A4的圖7中所示，毛細管12為在板(100)中形成的毛細通道(102)(截面為矩形、三角形或者不規(guī)則的)，刻度盤(86)密封地貼附到所述板上。因此，當在本文中列舉時，術(shù)語“管”和“通道”預(yù)期表不同一個東西。
[0032]涂層改進了彎月面14對毛細管的壁11的行為，并且與孔徑26和34的適當比值一起幫助防止彎月面14的破壞。
[0033]流體限制器10優(yōu)選地為陶瓷或石材，但是也可以是金屬。流體限制器10被形成為具有其上形成的凸緣24的蓋狀元件，該凸緣防止流體限制器進入毛細管12超過規(guī)定的量。膠合在毛細管12的至少一端30上的流體限制器10中的微孔26 (直徑為數(shù)微米)優(yōu)選地沿著流體限制器10的軸32定位。流體限制器10的功能是穩(wěn)定彎月面14并且保護系統(tǒng)。
[0034]流體限制器10中的孔或孔徑26具有直徑為0.03mm與0.1mm之間的寬度。毛細管12的孔徑34具有0.6mm與1_之間，優(yōu)選地直徑1_的寬度。優(yōu)選地，對于在室溫海平面下具有0.3和80cP(0.3et80cP)之間以及優(yōu)選地0.3和5cP之間(0.3a5cP)的流體而言，流體限制器10的孔26的寬度與毛細管12的孔徑寬度之間的比值為1:5至1:15。
[0035]現(xiàn)在參照圖2A至圖4B。毛細管12和流體限制器10無需具有圓形內(nèi)孔徑。事實上，這些可以分別為正方形、三角形或者不規(guī)則孔徑26’、26〃和26〃’。這些也可以適于通過引用合并于此的PCT申請的圖7中所示的板(100)中形成的這樣的非圓形通道(102)。
[0036]現(xiàn)在參照圖5，流體限制器10的孔或孔徑26被形成，使得退出進入毛細管12中的所述孔徑的出口與流體限制器10的中心軸成角度地進入毛細管中。這尤其是在彎月面14在流體限制器10附近時通過將流量遠離彎月面14中心轉(zhuǎn)向側(cè)面而降低了進來的流體流破壞彎月面14的機會。更進一步，連接到流體限制器10的單個中心孔的若干這樣的孔可以進一步幫助使進來的流體流遠離彎月面14的中心轉(zhuǎn)向。
[0037]現(xiàn)在參照圖6和圖7，本發(fā)明的流體限制器10被示為安裝在單個毛細管12的端部30中(該管彎向本身)，該毛細管具有如上面提到的W02011/021097A4中描述的功能。具體地參照圖7，為了清楚起見，在截面中示出了毛細管12和流體限制器10的端部30。
[0038]現(xiàn)在參照圖8，流體限制器10 —半安裝到毛細管12的端部30中，準備接納一定劑量的適當環(huán)氧樹 脂。
[0039]膠合測試一流體限制器到毛細管
[0040]可以使用任意數(shù)量的膠將流體限制器10貼附到毛細管12。兩種膠被證明特別有效。來自德國斯坦巴赫的Panacol AG的利用稀釋劑稀釋的”VITRALIT”? 1605是一種膠并且具有以下特性:”VITRAUT”?是熱固化的(30minil05°C)和/或UV固化的^0s@UV-A60mW/cm2，厚度步長:0.5mm)。此外，它是一種單成分環(huán)氧樹脂并且具有300-500cPs范圍內(nèi)的粘度(§250C )。
[0041]關(guān)于可從馬薩諸塞州比爾里卡的環(huán)氧樹脂技術(shù)公司獲得的"EPO-TEK”? 301是熱固化的(lhr@65°c )，雙成分的(20:5)并且具有100-200cPs范圍內(nèi)的粘度(@23°C )，其顯著低于” V1TRALIT”?。
[0042]現(xiàn)在參照圖9，膠合過程涉及以下步驟:在第一步驟40中，執(zhí)行毛細管和流體限制器二者的等離子體清潔。在第二步驟42中，將流體限制器一半置于毛細管12中。在第三步驟44中，利用標準一次性針將膠滴置于毛細管12的端部30上。在第四步驟46中，觀察以確保環(huán)氧樹脂正確地分布在流體限制器10周圍。在第五步驟48中，允許環(huán)氧樹脂圍繞流體限制器滲透并且經(jīng)由毛細作用進入毛細管中。在第五步驟50中，允許環(huán)氧樹脂干燥或凝固。
[0043]應(yīng)當指出的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，單獨的"VITRALIT"?1605太粘而不能促進毛細管12與流體限制器10之間的毛細作用。為了合適，應(yīng)當利用適當?shù)南♂寗ζ湎♂?，??ΡΟ-ΤΕΚ"? 301在不稀釋的情況下是適當?shù)摹?br> [0044]現(xiàn)在參照圖10，已經(jīng)觀察到，當膠不完全包圍流體限制器時，可能導(dǎo)致不可接受的泄漏。
[0045]再一次地，'tVITRALir^ 1605對于毛細管12與流體限制器10之間的毛細作用而言太粘。?EPO-TEK"? 301像原來那樣是適當?shù)?。沉積是關(guān)鍵的。如果膠不包圍流體限制器12，那么不可能在以后添加膠或者經(jīng)由毛細管12添加膠。應(yīng)當指出的是，這些測試利用具有02mm的OD和01mm的ID的毛細管12執(zhí)行。
[0046]關(guān)于可替換的膠合過程，圍繞流體限制器12插入小的O型環(huán)52幫助確保流體限制器10中的孔徑26不被膠阻擋。
[0047]現(xiàn)在參照圖11和圖12，修改的用于使用O型環(huán)52進行膠合的過程包括以下步驟。在第一步驟60中，對毛細管和流體限制器10 二者以及O型環(huán)進行等離子體清潔。在第二步驟62中，將O型環(huán)52置于流體限制器10的端部上。在第三步驟64中，將流體限制器
10一半置于毛細管12中，直到O型環(huán)52與毛細管的端部邊緣接觸。在第四步驟66中，利用標準一次性針或者油分配器將膠滴置于流體限制器10的暴露的周界上。在第五步驟68中，觀察膠以確保它充分地滲透。在第六步驟70中，將流體限制器10完全插入到毛細管12中，并且移除O型環(huán)52。在第七步驟72中，允許環(huán)氧樹脂干燥或固化。O型環(huán)52防止流體限制器10的孔26被膠阻塞。
[0048]也應(yīng)當指出的是，除了流體限制器10之外，毛細管12的內(nèi)側(cè)表面11的涂層對于毛細管中的流體之間的彎月面14的可靠且可重復(fù)的控制是重要的。尤其是系統(tǒng)在諸如上面標識的PCT申請中描述的手表之類的手表中用于設(shè)置時間或者在早上或晚上返回6點(即逆行系統(tǒng))時，流體限制器10防止彎月面14的太快速的運動。事實上，在沒有這些特征的情況下，風(fēng)險在于，取決于溫度，所述流體之一可以在另一種流體中產(chǎn)生通道(參見下文的圖13)。
[0049]涂層允許其改進彎月面14對毛細管12的壁11的行為。
[0050]應(yīng)當理解的是，所示出的且在本文中描述的特定實現(xiàn)方式代表本發(fā)明及其最佳模式，并且并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0051]技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，本發(fā)明可以被實施為一種系統(tǒng)、設(shè)備或方法。
[0052]而且，該系統(tǒng)預(yù)期使用、銷售和/或分發(fā)具有本文描述的相似功能的任何商品、月艮務(wù)或信息。
[0053]說明書和附圖應(yīng)當被認為處于說明性的方式，而不是限制性方式，并且本文描述的所有修改預(yù)期包含在要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當由所附權(quán)利要求書(如其當前存在的那樣或者如以后修改或添加的那樣，以及其合法等效物)而不是由僅僅上面描述的實例確定。除非另有明確說明，任何方法或過程權(quán)利要求中記載的步驟都可以以任何順序執(zhí)行，并且不限于任何權(quán)利要求中給出的特定順序。此外，可以在各種各樣的排列中組裝或者以其他方式在功能上配置裝置權(quán)利要求中記載的元件和/或部件，以便產(chǎn)生與本發(fā)明基本上相同的結(jié)果。因此，本發(fā)明不應(yīng)當被解釋為限于權(quán)利要求書中記載的特定配置。
[0054]本文中提到的益處、其他優(yōu)點和解決方案不應(yīng)當被視為任何或者所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的或者基本的特征或部件。
[0055]當在本文中使用時，措詞“包括”、“包含”或者其變化預(yù)期涉及元件的非窮盡列舉，從而包括一系列元件的本發(fā)明的任何裝置、過程、方法、物品或者組成不僅僅包括記載的那些元件，而是也可以包括本說明書中描述的其他元件。除非另有明確說明，措詞“組成”或者“由……組成”或者“基本上由……組成”的使用并非意在將本發(fā)明的范圍限制為其后命名的枚舉元件，除非另有指示。在不脫離本發(fā)明的一般原理的情況下，可以由技術(shù)人員改變在本發(fā)明的實施中使用的上述元件、材料或結(jié)構(gòu)的其他組合和/或修改或者使其適于其他設(shè)計。
[0056]除非另有說明，在其并非與本公開內(nèi)容不一致的意義上，上面提到的專利和文章由此通過引用合并于此。
[0057]所附權(quán)利要求書中描述了本發(fā)明的其他特性和執(zhí)行模式。
[0058]此外，本發(fā)明應(yīng)當被認為包括本說明書、所附權(quán)利要求書和/或附圖中描述的每一個特征的所有可能的組合，其可以被認為是新穎的、有創(chuàng)造性的和工業(yè)上可應(yīng)用的。
[0059]在本文描述的本發(fā)明的實施例中，多種變化和修改是可能的。盡管本文示出和描述了本發(fā)明的特定說明性實施例，但是在前面的公開內(nèi)容中可以設(shè)想大范圍的改變、修改和替換。雖然上面的描述包含了許多特定的細節(jié)，但是這些細節(jié)不應(yīng)當被視為對本發(fā)明范圍的限制，而是例示了其一個或另一個優(yōu)選的實施例。在一些實例中，可以采用本發(fā)明的一些特征而沒有其他特征的相應(yīng)使用。因此，恰當?shù)氖牵懊娴拿枋鰬?yīng)當廣泛地進行解釋并且被理解為僅僅是說明性的，本發(fā)明的精神和范圍僅僅由最終在本申請中發(fā)布的權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種毛細管系統(tǒng)，用于流體指示器，包括: a.至少一個流體限制器，其具有通過其中形成的小孔徑，該小孔徑具有特征內(nèi)部孔徑覽度；以及 b.毛細管，其具有以特定比值比流體限制器的小孔徑的特征寬度大得多的特征內(nèi)部孔徑寬度，該毛細管適于接納至少兩種不混溶流體，并且流體限制器密封地貼附到毛細管的至少一端，使得小孔徑在毛細管的內(nèi)側(cè)與毛細管的外側(cè)之間連通。
2.權(quán)利要求1的毛細管系統(tǒng)，其中將毛細管處理成使得內(nèi)表面是疏油的且疏水的。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器的小孔徑具有0.03_與0.1mm之間的寬度。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中毛細管的更大孔徑具有0.6mm與Imm之間的寬度。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述特定比值處于1:5與1:15之間的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述孔徑中的至少一個是截面為圓形的。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述孔徑中的至少一個是截面為正方形的。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述孔徑中的至少一個是截面為三角形的。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述孔徑中的至少一個是截面為不規(guī)則的。
10.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器的孔徑通過蓋(cap)的中心軸形成。
11.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器的孔徑被形成，使得流體限制器的退出進入毛細管中的孔徑的出口與蓋的中心軸成角度地進入毛細管中。
12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器由陶瓷制成。
13.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器由石材制成。
14.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中流體限制器由金屬制成。
15.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中將流體限制器膠合到毛細管。
16.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中使用環(huán)氧樹脂將流體限制器和毛細管粘附在一起。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中環(huán)氧樹脂為與稀釋劑混合的”VITRAL廣K',
18.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中環(huán)氧樹脂為"ΚΡΟ---_:Κ?
19.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，用在鐘表儀器中以指示時間。
20.一種將流體限制器粘附到毛細管的方法，該方法包括步驟: a.對毛細管和流體限制器進行等離子體處理； b.將流體限制器近似一半地置于毛細管中； c.優(yōu)選地利用針將膠置于毛細管端部上； d.觀察以確保膠充分地滲透； e.將流體限制器完全插入到毛細管中；以及 f.允許環(huán)氧樹脂(epoxy)凝固。
21.一種將流體限制器粘附到毛細管的方法，該方法包括步驟: a.對毛細管、流體限制器和O型環(huán)進行等離子體處理； b.將O型環(huán)置于流體限制器的端部上； c.將流體限制器近似一半地置于毛細管中； d.優(yōu)選地利用針在毛細管的端面與O型環(huán)之間將膠置于流體限制器的暴露的表面上； e.觀察以確保膠充分地滲透；f.將流體限制器完全插入到毛細管中，并且移除O型環(huán)；以及g.允許環(huán)氧 樹脂凝固。
【文檔編號】G04B19/00GK104040439SQ201280060214
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月6日
【發(fā)明者】魯西恩·沃拉摩茲 申請人:普雷斯弗雷克斯股份公司