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补水系统及其部件


技术摘要:
公开了一种用于补水系统的头戴式装置。头戴式装置包括适于连接至补水系统供应管的远端部的流体导管,以及具有上游和下游联接构件的磁性快速连接件。上游和下游联接构件具有共同的配合轴线并且一起限定流体导管的一部分。上游构件还包括能围绕配合轴线旋转而不使联接构  全部
背景技术:
医学研究证明了为了维持个人身心健康保持足够的补水的重要性。由于缺乏适当 的补水,可能会出现严重后果。这些后果的严重程度可以包括从疲劳和恶心到丧失意识,甚 至死亡。为了保持最佳健康状况,医生通常建议在正常情况下,每天至少饮用8杯8盎司(240 毫升)水(每天总共加一加仑水)。当个体在进行体力活动下、暴露于极端的环境条件和/或 超重时,个体需要消耗的流体量通常会增加,因为在这样的情况下个体的流体损失率会增 加。因此,无论人们是在锻炼、工作还是仅仅在休息,保持适当的补水和最佳表现(身体和精 神上)都需要经常摄取流体,这又需要能够摄取流体。 已经开发了各种便携式装置来帮助解决可获得性问题。例如,这些装置包括铝水 壶和塑料水瓶。虽然这些装置相当轻、耐用且便宜,但它们不允许不用手的流体消耗,不用 手的流体消耗在某些应用中可能是期望的或甚至是非常重要的。另外,它们通常不方便地 安装于腰带上或背包的口袋中,使得在某些活动期间对它们的获得过程比较难,甚至不安 全。结果,使用这些类型的便携式装置的个体通常忍受没有流体的时间比他们应该忍受的 时间长。通常,这是因为在安全地取得水瓶或水壶之前,使用者必须等待其活动的适当的停 顿。由于不方便和/或安全性问题,使用这些类型的装置的个体也经常等到他们感到口渴之 后才在其进行的活动中找寻适当停顿,以进行饮用。然而,这种方法的问题在于,当人们口 渴时,他们已经脱水,因此他们的身体不再能够最佳地表现。另外,如果个体等待太久而无 法适当补充水分,则他们的身体可能会开始痉挛,引起疼痛,并进一步降低个体进行体育活 动的能力。此外,人们通过饮用水或其他流体不会立即从脱水恢复。这是因为一旦人体脱 水,人体细胞开始关闭,只有通过缓慢的再补水过程,身体细胞才能恢复并开始再次正常运 作。 最近,已开发出了个人补水系统,其提供了许多优于水瓶和水壶的优点,包括改进 的流体输送能力和便利性。这些系统通常包括半刚性或柔性的袋状流体储存器,其可以携 带在使用者背部或腰部的包装中。这些系统允许使用者在从事各种运动、娱乐和工作相关 的活动时更频繁地饮用,因为长的柔性饮用管通过一端的出口连接至储存器并且在另一端 终止于具有咬阀的咬嘴中。该管的长度足以允许咬嘴承载在使用者的口中,以使使用者能 够随意从储存器中吸水。在美国专利第5,727,714号、第5,060,833号、第5,085,349号、第6, 070,767号和第7,490,740号中公开了这种个人补水系统及其咬嘴的例子。 尽管个人补水系统通常比传统的水瓶提供了显著的进步,但它们仍然存在许多缺 点。例如,一个缺点是补水系统的在流体储存器下游的部件历史地要么永久地固定在一起, 要么通过趋于难以建立或释放的紧密摩擦配合固定在一起。尽管这些类型的连接结构提供 了合适的不透流体的密封,但是就既提供不透流体的密封又允许使用者快速和重复地互换 4 CN 111615343 A 说 明 书 2/12 页 储存器下游的部件而言,它们并不是最佳的。此外,这些结构没有设计为允许下游部件在紧 急情况下或在有某些物体绊住一个下游部件的情况下容易且安全地断开。 为了允许个人补水系统中的下游部件快速且重复地连接和断开,已经采用机械快 速连接件,例如美国专利第7,073,688号中描述的那些。机械快速连接件还允许使用者快速 且容易地互换下游部件。因此,机械快速连接件在许多应用中非常有用。然而,机械快速连 接件的一个缺点是,一旦它们被连接,只能通过按下释放按钮来断开它们。这可能会在许多 运动和工作相关的活动中造成重大的安全问题。此外,根据机械快速连接件在流体输送系 统中的位置,实际上可能需要两只手来连接和/或断开设置在补水系统的配合部件上的快 速连接件的凸形构件和凹形构件。当然,机械快速连接件没有被设计为允许使用者在使用 者无法看到要连接或断开的机械快速连接件的凸形构件和凹形构件的情况下或者在用一 只手的情况下附接或拆卸部件。 这些传统系统的另一个缺点是饮用管摇摆。结果,当使用者从使用者的嘴部释放 位于饮用管的末端的咬嘴时,饮用管将从使用者的嘴部掉落并且需要使用者取回饮用管并 在下次希望再饮用时将咬嘴放回其嘴中。然而,在某些活动期间,例如当使用者以高速行进 时,例如在自行车上、在赛车中或在摩托车上,使用者以这种方式操纵饮用管可能是不可行 (或甚至不安全)的。然而,使用者一直将咬嘴保持在其嘴中也并不总是可行,甚至是不可取 的。 已经开发出便于不用手补水的头戴物。该头戴物设计为允许饮用管的咬阀可调节 地位于使用者的嘴部前方。在Bradley的美国专利第6,283,344号中描述了这种类型的头戴 物的各种不同的类型,该专利通过引用在此并入。Bradley专利中描述的各种类型的头戴物 都被设计为佩戴于使用者的头部,使得饮用管的中间部分垂直地位于使用者的嘴部上方。 Bradley专利中采用的构造被设计为当使用者在骑自行车等时,可以通过重力或虹吸管从 背部安装的补水包装给使用者提供流体,从而减少使用者必须在位于饮用管末端的咬阀上 抽吸以将流体从补水容器吸到使用者的嘴部的量。然而,在Bradley描述的头戴物中使用的 所有连接器都是摩擦配合的类型。结果,饮用管的从头戴物延伸至流体储存器的部分易于 被使用者正在进行其活动的环境中的物体绊住。例如,当骑手骑行经过树时,树枝可能绊住 饮用管。如果饮用管以这种方式被绊住,则头戴物可能会从使用者的头部扯裂和/或可能使 使用者受伤。此外,如果补水系统的一部分附接于车辆,例如汽车、卡车、摩托车或自行车, 则所有摩擦配合型连接器的使用会带来严重的安全问题。例如,在需要时,这会使安全人员 从车辆中拉出驾驶员的能力变得复杂。这也使驾驶员在紧急情况下以及非紧急情况下将其 与车辆分开的能力变得复杂。
技术实现要素:
在一个实施方式中,一种用于个人流体输送系统的头戴式装置包括适于连接至补 水系统供应管的远端部的流体导管以及磁性快速连接件。磁性快速连接件具有上游联接构 件和下游联接构件,该上游联接构件和该下游联接构件具有共同的配合轴线并且一起限定 流体导管的一部分。上游构件包括离轴臂,该离轴臂能围绕所述配合轴线旋转而不使所述 联接构件分离。 一些实施方式还包括适于将快速连接件支撑在适于佩戴在使用者的头部上的头 5 CN 111615343 A 说 明 书 3/12 页 戴物(headgear)上的安装件。例如,安装件可以(i)被配置为附接至头戴物并且一旦被附接 就将头戴式装置支撑在该头戴物上,(ii)附接至头戴物,或者(iii)至少部分地与头戴物形 成为一体。 在一些实施方式中,上游联接构件可包括适于连接至补水供应管的远端部的流体 连接器。流体连接器可以例如包括推动连接式连接器或任何其他合适的连接器。还可以在 连接器与磁性快速连接件的上游构件的下游端部之间在流体导管中插入阀。在一些实施方 式中,头戴式装置还可包括阀,该阀在磁性快速连接件与流体导管的流体出口端口之间插 在流体导管中。在包括阀的范围内,它们可以例如包括止回阀或单向阀,例如球阀。流体出 口端口可以例如包括喷嘴。 在一些实施方式中,流体导管在磁性快速连接件下游的至少一部分可以被配置为 可选择性地调节,以允许将流体出口端口选择性地定位成接近使用者的嘴部。例如,流体导 管在磁性快速连接件下游的至少一部分可包括柔性管。头戴式装置还可包括可调节臂,该 可调节臂用于将柔性管支撑在头戴物上并被构造为允许将流体出口端口定位成接近使用 者的嘴部。 在一些实施方式中,头戴物可包括安全头戴物,例如头盔或安全帽。在其他实施方 式中,头戴物可包括其他常见的头戴物,例如眼镜、帽子、头部支架、头戴耳机或旨在佩戴在 人的头部上的任何其他服装或装置。此外,本专利文件的头戴式装置可以附接至任何类型 的头盔或与其集成为一起,例如该头盔包括摩托车头盔(半盔、四分之三盔、露面盔和全 盔)、赛车头盔、自行车头盔、滑板滑雪和滑雪头盔、登山头盔、军用和其他战术头盔、消防头 盔、安全头盔、救援头盔和焊接头盔。此外,如上所述,头戴式装置的安装件可以被构造为附 接至头戴物,它可以已经被附接至头戴物,或者安装件的至少一部分可以与头戴物形成为 一体。 在一些实施方式中,安装件可以进一步被构造为将头戴式装置支撑在头戴物上, 使得当头戴物佩戴在使用者的头部时,磁性快速连接件的至少一部分被配置在使用者的耳 朵后面。因此,例如在其中安装件被构造为附接至诸如帽子或头盔之类的头戴物的实施方 式中,安装件可被构造为附接至头戴物,使得当头戴式装置被附接至头戴物并且头戴物被 佩戴在使用者的头部时,磁性快速连接件至少部分地配置在使用者的耳朵后面。然而,在其 他实施方式中,安装件可以被构造为附接至头戴物,使得当使用者佩戴头戴物时,磁性快速 连接件将被配置在使用者的耳朵前面。 在一种实现方式中,头戴物包括头盔,并且安装件的至少一部分与头盔形成为一 体。 在一些实施方式中,使磁性快速连接件的上游构件和下游构件在轴向方向上分离 所需的、磁性快速连接件的上游构件和下游构件之间沿着配合轴线的轴向拉力在45盎司- 力至100盎司-力的范围内。 优选地,还能通过施加扭矩来使上游构件的离轴臂朝向或远离下游构件枢转而使 磁性快速连接件的上游构件和下游构件分离,所述扭矩在约6盎司-英寸至32盎司-英寸的 范围内。例如,离轴臂可以形成距枢轴点大于或等于约0.75英寸且小于或等于约2英寸的杠 杆臂。从查看附图可以理解的是,枢轴点的位置将取决于离轴臂是朝向下游构件还是远离 下游构件枢转。 6 CN 111615343 A 说 明 书 4/12 页 在一些实现方式中,上游构件和下游构件中的一个是凸形联接构件,而另一个是 配合的凹形联接构件。凸形联接构件通常将包括突起,而凹形联接构件通常将包括由突起 配合表面限定的匹配的突起接收区域。在一些实施方式中,突起可以包括围绕其外周配置 的O形环。在这样的实施方式中,当将凸形联接构件和凹形联接构件联接在一起时,突起延 伸到突起接收区域中,设置在凸形联接构件中的第一流体连通路径和设置在凹形联接构件 中的第二流体连通路径流体连通,并且O形环在突起和突起配合表面之间被压缩。尽管突起 可以采取各种形状,但是优选突起和突起配合表面具有截头圆锥形的形状,其中它们的侧 壁相对于配合轴线以从15°到50°的角度倾斜。更优选地,突起和突起配合表面的侧壁相对 于配合轴线以从25°至35°的角度倾斜。 尽管磁性快速连接件可以包括凸形联接构件和凹形联接构件,但是并不以这种方 式限制头戴式装置。实际上,在其他实现方式中,配合联接构件可以不包括凸形构件和凹形 构件。 在其中安装件包括头盔安装件的一些实施方式中,头盔安装件优选在一个方向上 是细长的,并且包括头盔配合表面,头盔配合表面被成形为在细长方向上大体上与将在其 上要附接头盔安装件的头盔的曲率相匹配,以便可以使用双面胶带或粘合垫将头盔安装件 附接至头盔。此外,流体导管从第一磁性快速连接件的上游构件的入口延伸到第二磁性快 速连接件的下游构件的出口,并最终延伸到头戴式装置的流体出口端口。进一步地,流体导 管优选从安装件的供应管侧向头盔侧横向延伸穿头盔安装件。 在本专利文件的另一方面,提供了一种用于补水系统的头戴物安装件。头戴物安 装件可包括:支撑结构,其包括磁性快速连接件的下游联接构件;以及上游联接构件,其能 与下游构件磁性配合以限定配合轴线和在联接构件之间延伸的流体路径。上游构件包括离 轴臂,该离轴臂能围绕配合轴线旋转而不使构件分离。流体路径可以包括在离轴臂中的入 口端口和配置在下游联接构件中的出口端口。入口端口例如可包括连接器,例如推动连接 式连接器,该连接器适于允许流体导管可拆卸地连接至补水系统的供应管的远端部,从而 使得流体导管与供应管流体连通。 在本专利文件的其他方面,提供了一种个人补水系统,并且在另一方面,提供了一 种用于个人补水系统的流体输送系统。个人补水系统和流体输送系统包括本文所述的头戴 式装置和/或头戴物。 通过结合附图考虑的以下描述,作为本公开的主题的各种发明的其他方面、目的、 期望的特征和优点将变得明显并且将更好地理解,在附图中通过举例示出了所公开的发明 的各种实施方式。然而,应明确理解的是,附图仅出于说明的目的,并不意图作为对任何公 开的发明的限制的定义。 附图说明 图1示出了示例性赛车,其中使用者正在使用具有个人补水系统的头戴式装置。 图2示出了包括与个人补水系统一起使用的头戴式装置的示例性头盔。 图3是从头盔上取下的、从输入软管侧观察的图2所示的头戴式装置的放大立体 图。 图4是从相对侧或头盔侧观察的图2所示的头戴式装置的立体图。 7 CN 111615343 A 说 明 书 5/12 页 图5是图4的立体图的一部分的放大,其中以分解图示出了管夹具。 图6是图4所示的头戴式装置的头盔安装件的俯视图。 图7是沿着图6中所示的7-7线截取的头盔安装件的剖视图。 图8是图3所示的头盔安装件的分解侧视图。 图9是沿着图8所示的头盔安装件的配合轴线截取的侧向分解剖视图。 图10是沿着头盔安装件的替代实施方式的配合轴线截取的侧向剖视图。 图11是该替代实施方式的分解侧向剖视图,其中该剖视图是从与图10相同的切割 线截取的。 图12是图10的头盔安装件的另一个分解侧向剖视图,但是其还示出了头盔安装件 的支撑结构的分解图。 图13示出了与流体输送系统一起使用的示例性致动系统。
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