CN101175687A - 具有流体废物减少的双流体筒 - Google Patents

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Abstract

公开了一种减少流体废物同时使负压的增大降至最小的双流体筒。所公开的双流体筒的一种实施方式包括具有在其上形成的凹槽的柱，所述凹槽使更多流体可以从双流体筒中得到分配，同时保持负压的增加处于仍然适用于手持式筒应用的范围内。

Description

具有流体废物减少的双流体筒
背景
双流体筒被用于存储和分配两种流体，这两种流体必须保持分离直到使用时并随后在分配时需要以精确的预设比例非常快速地混合在一起以确保发生准确的化学反应。如果所述筒不能以所需的预设比例准确地分配两种流体，则最后的流体混合物会受到极大影响并且不会按要求起作用或粘附。这种流体的示例是那些被用于形成热固性粘合剂(也就是树脂和硬化剂)的流体。
近二十年来在行业中一直采用双流体筒，并且多年来已经研制了不同类型的双流体筒。图1表示一种一直特别有效的相对新近研制的双流体筒。这种双流体筒可以相对较容易地得到填充并且可以用于很容易得到的分配器中，例如图2所示的填缝枪。在图3中示出了目前使用的双流体筒的示例。在与本申请具有共同拥有人并在此引入作为参考的名为“Dual Product Dispenser”的美国专利No.5,310,091中描述并示出了另一示例。然而，对于例如图3所示的设计，由于在筒柱例如图3所示的柱82与筒导出管例如图3所示的导出管54使所述柱82移动通过的内径之间存在开放容积，因此往往在产品已经完全得到分配时有大量的残余流体废物留在筒中。这种残余流体废物因流体留在筒中而增大了成本并且根据排放的流体类型还产生潜在地提高严重的环境和处理问题的影响。如果柱的直径相对于导出管的内径增大，反之亦然，如果导出管的内径相对于柱的直径减小，则更多的这种流体废物会减少或消除，如专利’091的图中所示。然而，由于柱82在进入时完全填充导出管54的内部，因此这种形式的进入具有增大在推压流体通过筒时所产生的负压的非常不合乎要求的影响。这是一个非常严重的缺陷，考虑到所述筒通常用于手持场合，产生任何大量负压的筒设计导致这种筒即使不是不能使用也是非常难以使用。
因此，需要提供一种在已经分配所有产品之后有效地减少留在筒中的残余流体废物同时不会产生不容许等级的负压的双流体筒。
发明内容
根据本发明的一方面，一种用于存储和分配两种流体的流体筒包括限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁。导出管布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口。第一活塞布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔。第二活塞布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内。与第二活塞相连并从第二活塞延伸的柱与导出管对准。所述柱具有在其上沿柱的长度形成的凹槽。固定壁布置在第一活塞与第二活塞之间。固定壁与第二活塞限定了第二流体腔，以及存在用于从第二活塞向第一活塞传递力的装置。根据本发明的其它方面，在柱上形成的凹槽可以是肾形、正方形、圆形、沟道形或某种其它形状。柱的外径也可以大致等于导出管的内径。在本发明的另一实施方式中，在第二流体腔上形成通道以在填充过程中使第二腔收集的空气排出。
根据本发明的另一方面，一种用于存储和分配两种流体的流体筒包括限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁。导出管布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口。第一活塞布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔。第二活塞布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内。与第二活塞相连并从第二活塞延伸的柱与导出管对准。所述柱具有在其上沿柱的长度形成的凹槽。固定壁布置在第一活塞与第二活塞之间。固定壁与第二活塞限定了第二流体腔，以及存在用于从第二活塞向第一活塞传递力的传动结构。根据本发明的其它方面，在柱上形成的凹槽可以是肾形、正方形、圆形、沟道形或某种其它形状。柱的外径也可以大致等于导出管的内径。在本发明的另一实施方式中，可以在传动结构上形成台阶表面，并且在台阶表面上形成至少一个通道以在填充过程中使第二腔收集的空气排出。根据另一方面，在第二活塞上形成至少一个通道并且所述通道与在传动结构上形成的台阶表面上的通道连通。
根据本发明的另一方面，一种用于存储和分配两种流体的流体筒包括限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁。导出管布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口。第一活塞布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔。第二活塞布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内。与第二活塞相连并从第二活塞延伸的柱与导出管对准。所述柱具有在其上在第二活塞附近形成的至少一个供给窗口，并且所述柱具有穿过柱中心形成的通道，该通道在一端与所述至少一个供给窗口连通并在另一端与导出管出口连通。固定壁布置在第一活塞与第二活塞之间。固定壁与第二活塞限定了第二流体腔，以及存在用于从第二活塞向第一活塞传递力的传动结构。
根据本发明的另一方面，一种用于存储和分配两种流体以形成产品的流体筒包括限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁。具有内径的导出管布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口。第一活塞布置在外筒壁与导出管之间，从而形成存储和分配第一流体的第一流体腔。第二活塞布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内。固定壁布置在第一活塞与第二活塞之间。固定壁与第二活塞限定了存储和分配第二流体的第二流体腔，以及存在用于从第二活塞向第一活塞传递力的传动结构，其中导出管的内径被设计成使得当产品得到完全分配时不超过5毫升的第二流体存留在第二腔内。导出管可以由内表面和外表面构成，其中内表面限定内径。导出管还可以包括具有厚度的侧壁，侧壁厚度限定内径。
附图说明
参照以下描述、附加权利要求以及附图将会更清楚地了解到本发明的这些以及其它特征、方面和优点，图中：
图1表示可用于很容易得到的分配器例如填缝枪中的双流体筒；
图2表示连有喷嘴的双流体筒，该双流体筒布置在分配器中，双流体筒和分配器的一部分被剖开；
图3是现有技术的双流体筒具有该双流体分配的内容物的纵向剖视图，其一并以剖视示出了所连的喷嘴的一部分和静态混合器以及图2所示的分配器的柱塞和一部分杆；
图3A是沿图3中的线3A-3A截取的横截面图；
图4是本发明双流体筒充满的实施方式的纵向剖视图，其一并以剖视示出了所连喷嘴的一部分和静态混合器以及图2所示分配器的柱塞和一部分杆；
图5是图4所示的双流体筒处于中间分配位置的纵向剖视图；
图5A是沿图5中的线5A-5A截取的横截面图；
图6是图4所示的双流体筒具有该双流体筒分配的内容物的纵向剖视图；
图7A和7B是与图3所示的现有技术的双流体筒的后活塞组件不同的视图，示出了空气通道；
图8A和8B是与图6所示的本发明的双流体筒一种实施方式的后活塞组件不同的视图，示出了空气通道；
图8C是图8B所示的区域8C的详细视图；以及
图9-11是本发明双流体筒其它实施方式的纵向剖视图。
详细描述
参照图1，示出了双流体筒20。该双流体筒20具有出口71，其包括带有外螺纹的外出口壁21。在下文详细描述的是，双流体筒20存储相互分开的两种流体直至使用者准备采用分配器将这些流体混合在一起。在图2中，示出的双流体筒20布置在分配器22中，该分配器在图2中被示为是标准手动填缝枪。然而，应该认识到双流体筒20可以用于任何形式或类型的分配器22而并不只局限于手动填缝枪。例如，其它分配器22可以具有不同的形状或尺寸并且可以通过气动、液动、通过蓄电池电源或者通过某种形式的机械驱动例如致动螺钉来致动。图2所示的分配器22具有与延伸穿过分配器22的手柄28的杆26相连的柱塞24。杆26具有在杆的后部形成的棘轮齿30。分配器22还具有扳机32，其在致动时接合棘轮齿30，从而使柱塞24向前推进。扳机32的连续致动促使柱塞24最终接合并压靠双流体筒20的后部施加压力，在下文更详细描述的是，这样促使存储在筒20中的两种流体得到分配并混合在一起。
图2中的双流体筒20还具有与筒20的末端相连的喷嘴34。在本实施方式中，通过将保持螺母36拧紧在筒20的螺纹外出口壁21上而使喷嘴34与双流体筒20相连。通常，喷嘴34在其中包含静态混合器31。该静态混合器31在分配器22从筒20中分配两种流体时将双流体筒20中存储的这两种流体混合。
参照图4，示出了本发明双流体筒20的一种实施方式的纵向剖视图。双流体筒20的这一实施方式限定了用于分别存储和分配第一流体48和第二流体50的第一流体腔40和第二流体腔42。在双流体筒20的这一实施方式中，筒20另外包括外筒壁52、导出管54、具有O形环59的第一活塞58、具有O形环61的加压壁60以及后活塞组件62。这一实施方式中的外筒壁52是限定了中空内部64的圆柱形壁。在优选实施方式中，筒20的外筒壁52是行业标准设计，其被设计成装配在分配设备例如上述的填缝枪的标准化部件内。在这一实施方式中的外筒壁52在一端限定了开口66，在另一端限定了两个排放口72，74并包括带有外螺纹的外出口壁21。
筒20的导出管54布置在外筒壁52的中空内部64内。在本实施方式中，导出管54与外筒壁52搭扣锁定接合，使得导出管54与排放口74流体连通。将会预见到外筒壁52和导出管54还可以相互一体形成。在本实施方式中的加压壁60与将加压壁60固定在适当位置的导出管54一体形成。
双流体筒20的第一活塞58布置在筒20内导出管54外部与外筒壁52内部之间。在本实施方式中，第一活塞58环绕导出管54的外部。第一活塞58与导出管54的外部以及外筒壁52的内部结合限定了第一流体腔40。
在本实施方式中，后活塞组件62和加压壁60限定了第二流体腔42。导出管54提供了第二流体腔42与排放口74之间的流体连通。后活塞组件62包括后活塞表面80、具有形成在其中的凹槽83的柱82、以及传动结构84。在本实施方式中，沿柱82的长度形成的凹槽83被构造成肾形，如图5A所示。肾形凹槽83提供了低摩擦因素；然而，将会认识到凹槽83不必是肾形。凹槽83可以被构造成任何适当形状(例如正方形、圆形或沟道)。此外，应该认识到后活塞组件62的不同部分80，82，84在本实施方式中相互都一体形成，但这不是必须的。本领域的技术人员将会认识到后活塞组件62的每部分自身作为独立结构也是可行的。在本实施方式中，柱82从后活塞组件62的后活塞表面80延伸并与导出管54的内部对准，以随后在从筒20分配流体的过程中插入导出管54并在其中移动。在本实施方式中，传动结构84从后活塞组件62的后活塞表面80延伸，紧贴加压壁60与外筒壁52的内部之间通过以形成密封，并与第一活塞58接合。
为了从双流体筒20中分配流体，后活塞组件62向前压向筒出口71。在所述实施方式中，这一点通过填缝枪柱塞24的致动来完成。当柱塞24在通过图5中的箭头所示的方向上向前致动时，柱塞24压靠在后活塞组件62上。同时，后活塞表面80推压存储在腔42中的流体50，柱82进入导出管54内部并在其内移动，并且传动结构84压靠第一活塞58。腔42中由后活塞表面80推动的流体50受到固定的加压壁60的压缩，从而推动流体50穿过导出管54并穿过排放口74，在那里流体50从双流体筒20中排出。同时，传动结构84压靠在第一活塞58上导致第一流体腔40中的流体48被压入排放口72，通过该排放口流体48从双流体筒20中排出。当流体48，50通过排放口72，74从双流体筒中排出时，它们被喷嘴34中的静态混合器31混合在一起。
这种流体排放和混合过程持续，只要填缝枪柱塞24一直得到致动并且只要仍然保持从双流体筒20中分配流体。图5表示从双流体筒20中分配了一部分流体48，50的双流体筒20。图6表示筒20的腔40，42中的流体物质完全得到分配的双流体筒20。在本发明的这一实施方式中，当整个已经从双流体筒20中得到分配时第二流体50仅留有5毫升的流体废物。这相对于现有技术的双流体筒设计例如图3和3A所示的双流体筒设计残留的11毫升的第二流体50的流体废物来说是显著的改进。
参照图3和3A，所示的现有技术的双流体筒因在柱82的外径与导出管54的内径之间留有一定量的空间而具有大量的流体废物。当产品完全从现有技术的双流体筒中排出时，留在筒20中的大部分流体废物处于柱82与导出管54的内径之间的空间中。如上所述，在所示的现有技术实施方式中，存在11毫升的流体废物。增大柱82的直径占据柱82与导出管54的内径之间的空间以降低流体废物量对现有技术的设计是无法实现的，因为当柱82的直径增大时，所产生的负压值同样显著增大。相比之下，图4所示的本发明的肾形凹槽的实施方式减少了残留流体废物，同时将负压的增大降至最小，因为凹槽83使柱82可以更自由地移动穿过排放流体。本发明的肾形凹槽的实施方式要求大约15磅的力，同时仅留有5毫升的流体废物。图3所示的现有技术设计的筒通过增大柱82的直径获得可以相比的仅5毫升的残留流体废物，这需要大约23磅明显更大的力一比本发明的肾形实施方式大8磅。
图6中的双流体筒20的结构还示出了双流体筒20在填充前的情况。为了填充双流体筒20，腔40，42通过它们相应的排放口72，74填充适当的流体48，50。以与如上所述的分配过程相反的方式执行填充过程。在填充过程中，空气会被收集在引入流体50与后活塞表面80之间的第二腔42内。收集在腔42中的空气会在双流体筒20的使用中导致许多问题。最重要的是，收集在腔42内的空气对控制腔40，42中的流体48，50的容积分配比例的能力产生不利的影响。参照图3和7A-B，为了解决这一问题，图3所示的现有技术的设计具有一小部分的传动结构84的侧壁变厚以靠近后活塞表面80形成台阶90。后活塞组件62的后活塞表面80具有形成在其中的空气通道94，它们与形成在台阶90上的空气通道96连通。通道94，96使空气可以在后活塞组件62处于图3所示的位置时经由加压壁60的O形环61排入开口腔43内。从开口腔43中，空气最终流动通过沿后活塞组件62底部形成的一系列槽98并通过传动结构84与外筒壁52内部之间的间隔排到大气中。当后活塞组件62随着流体50填充腔42而受到向后推压时，台阶90移去O形环61并且腔42受到开口腔43的密封。在共同拥有的国际专利申请号PCT/US03/17997和系列号为10/755,796的美国专利申请中描述了这种现有的排气系统，所述申请在此引入作为参考。
参照图6和8A-C，所示的本发明实施方式的柱82上肾形凹槽83改进了收集的空气从腔42中排出的方式。在本发明的肾形凹槽的实施方式中，空气从第二腔42进入肾形凹槽83并被推入三个通道94中的一个内，该通道作为与图7A-B所示的现有设计中存在的六个通道96相反的一个。因此，凹槽83与减少的通道94一起提供了用于将腔42中收集的空气排出的更直接的流动通道。这样导致空气从腔42中的排出更高效。
本发明肾形凹槽实施方式的另一优点是本发明带有凹槽的柱82在填充过程中不会像现有技术设计的柱82容易出现的那样径向移动。柱82在填充过程中的径向移动在腔42内产生不稳定的气流，从而影响腔42中收集的空气的高效排出。现有技术设计的柱82能够因在柱82与导出管54的内径之间存在空间而如图3箭头所示径向移动。本发明带有凹槽的柱82不会出现这一问题，因为本发明带有凹槽的柱82占据导出管54的整个内径。
应该认识到可以设计并采用许多与本发明双流体筒20不同的实施方式。参照图9-11，示出了本发明双流体筒20的几种另外的实施方式。参照9和10，在这些实施方式中，去掉柱82并减小导出管54的内径以降低产品分配后残留的流体废物量。在图9所示的实施方式中，内导出管54A布置在已有导出管54的内部并与其一体形成。在图10所示的实施方式中，导出管54的壁变厚以减小导出管54的内径。参照图11，这一实施方式包括柱82，但取代柱82具有在其中形成的凹槽83，而通过柱82的中心形成通道85。在该实施方式中，从腔42中分配的流体被推动通过在柱82顶部形成的供给窗口87并向下通过柱82的中心通道85，进入排放口74内。
尽管已经针对某些实施方式论述了本发明，但将会认识到本发明并不局限于此。这些实施方式在此通过示例得到说明，存在多种修改、变化以及可以采用的其它实施方式，它们仍然处于本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种用于存储和分配两种流体的流体筒，包括：
限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁；
布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口的导出管；
布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔的第一活塞；
布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内的第二活塞；
与第二活塞相连并从第二活塞延伸以与导出管对准的柱，其中所述柱具有在其上沿柱的长度形成的凹槽；
布置在第一活塞与第二活塞之间的固定壁，其中固定壁与第二活塞限定了第二流体腔；以及
用于从第二活塞向第一活塞传递力的装置。
2.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是肾形的。
3.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是正方形的。
4.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是圆形的。
5.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是沟道。
6.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，导出管具有内径并且柱具有外径，柱的外径大致等于导出管的内径。
7.如权利要求1所述的流体筒，其特征在于，还包括在第二流体腔内形成的通道，其用于在填充过程中使第二流体腔收集的空气排出。
8.一种用于存储和分配两种流体的流体筒，包括：
限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁；
布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口的导出管；
布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔的第一活塞；
布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内的第二活塞；
与第二活塞相连并从第二活塞延伸以与导出管对准的柱，其中所述柱具有在其上沿柱的长度形成的凹槽；
布置在第一活塞与第二活塞之间的固定壁，其中固定壁与第二活塞限定了第二流体腔；以及
布置在第二活塞与第一活塞之间的传动结构。
9.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是肾形的。
10.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是正方形的。
11.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是圆形的。
12.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，在柱上形成的凹槽是沟道。
13.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，导出管具有内径并且柱具有外径，柱的外径大致等于导出管的内径。
14.如权利要求8所述的流体筒，其特征在于，传动结构具有在其上形成的台阶表面，并且在台阶表面上形成至少一个通道以在填充过程中使第二流体腔收集的空气排出。
15.如权利要求14所述的流体筒，其特征在于，在第二活塞上形成至少一个通道并且所述通道与在传动结构上形成的台阶表面上的通道连通。
16.一种用于存储和分配两种流体的流体筒，包括：
限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁；
布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口的导出管；
布置在外筒壁与导出管之间以形成第一流体腔的第一活塞；
布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内的第二活塞；
与第二活塞相连并从第二活塞延伸以与导出管对准的柱，其中所述柱具有在其上在第二活塞附近形成的至少一个供给窗口并且所述柱具有贯穿柱中心形成的通道，该通道在一端与所述至少一个供给窗口连通并在另一端与导出管出口连通；
布置在第一活塞与第二活塞之间的固定壁，其中固定壁与第二活塞限定了第二流体腔；以及
布置在第二活塞与第一活塞之间的传动结构。
17.一种用于存储和分配两种流体以形成产品的流体筒，包括：
限定了出口和与出口相对的开口端的外筒壁；
布置在外筒壁内并限定了与由外筒壁限定的出口共同定位的出口且具有内径的导出管；
布置在外筒壁与导出管之间的第一活塞，从而形成存储和分配第一流体的第一流体腔；
布置在第一活塞与外筒壁的开口端之间的外筒壁内的第二活塞；
布置在第一活塞与第二活塞之间的固定壁，其中固定壁与第二活塞限定了存储和分配第二流体的第二流体腔；以及
布置在第二活塞与第一活塞之间的传动结构，其中导出管的内径被设计成使得当产品得到完全分配时不超过5毫升的第二流体存留在第二流体腔内。
18.如权利要求17所述的流体筒，其特征在于，导出管由内表面和外表面构成，其中内表面限定内径。
19.如权利要求17所述的流体筒，其特征在于，导出管包括具有厚度的侧壁，侧壁厚度限定内径。
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