CN112292552B - 止回阀系统 - Google Patents

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Abstract

一种止回阀系统(10)包括壳体(24)、阻挡元件(29、31)以及偏置构件(72、73)。所述壳体具有从中穿过的通道(26)，所述通道包括第一部分(40a、40b)和第二部分(42a、42b)，所述第一部分具有小于所述第二部分的直径的直径，以便形成阶梯状部分(50a、50b)。所述阻挡元件安置在所述通道的所述第二部分内。所述偏置构件安置在所述通道的所述第二部分内并且被构造成在处于压缩状态时维持所述阻挡元件与所述阶梯状部分接触。所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件可通过大致同时3D打印获得，以便由一种或多种可3D打印的材料形成。

Description

止回阀系统
技术领域
本发明一般来说涉及一种止回阀系统。特别地，本发明涉及一种壳体、阻挡元件和偏置构件被3D打印的止回阀系统。
背景技术
已知常规止回阀装置。常规止回阀装置可以包括具有入口开口和出口开口的通路。止回阀布置在所述通路中并且按所述通路可以由所述止回阀关闭的方式构造。此外，一些止回阀可以与施配装置一起使用。在这些止回阀中，止回阀中的入口开口可以与另一装置（例如存储装置）中的开口对准，并且止回阀中的出口开口可以与施配装置对准。当止回阀处于打开位置中时，止回阀中的通路可以将组分从存储装置输送到施配装置。
发明内容
已经发现，常规止回阀装置使用多个模具形成。本公开的一个目的是提供一种高效形成的止回阀系统，并且提供一种能够高效地形成所述止回阀系统的方法。
鉴于已知技术的状态，本公开的一个方面是提供一种止回阀系统，其包括壳体、阻挡元件和偏置构件。所述壳体具有从中穿过的通道，所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有小于所述第二部分的直径的直径，以便形成阶梯状部分。所述阻挡元件安置在所述通道的所述第二部分内。所述偏置构件安置在所述通道的所述第二部分内并且被构造成在处于压缩状态时维持所述阻挡元件与所述阶梯状部分接触。所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件可通过大致同时3D打印获得，以便由一种或多种可3D打印的材料形成。
鉴于已知技术的状态，本公开的另一方面是提供一种形成止回阀系统的方法，所述方法包括：大致同时3D打印以下部件：壳体，所述壳体具有从中穿过的通道，所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有小于所述第二部分的直径的直径，以便形成阶梯状部分；阻挡元件，所述阻挡元件安置在所述通道的所述第二部分内；以及偏置构件，所述偏置构件安置在所述通道的所述第二部分内并且被构造成在处于压缩状态时维持所述阻挡元件与所述阶梯状部分接触。
附图说明
现在参考形成此原始公开的一部分的附图：
图1是根据本发明的实施例的打印止回阀系统的3D打印机的前部透视图；
图2是根据本发明的实施例的完整3D打印的止回阀系统的透视图；
图3是连接到混合器和施配器的图2的止回阀系统的透视图；
图4示出在与混合器连接之前的图2的止回阀系统；
图5是在与混合器连接之前的图2的止回阀系统的横截面视图；
图6是在与混合器连接之前的图2的止回阀系统的横截面透视图；
图7是图2的止回阀系统的一个通道的放大横截面局部视图；
图8是在与混合器附接之前的图2的止回阀系统的一个通道的放大横截面局部视图；
图9是在混合器被附接的情况下的图2的止回阀系统的一个通道的放大横截面局部视图；
图10是在混合器被附接并且锁定机构连接混合器与止回阀系统的情况下的图2的止回阀系统的一个通道的放大横截面局部视图；并且
图11是在混合器被移除或未附接的情况下的图2的止回阀系统的一个通道的放大横截面局部视图。
具体实施方式
现在将参考附图示释选定实施例。本领域技术人员根据本公开将显而易见到，对实施例的以下描述仅提供用于图示、并且不是出于限制如由所附权利要求书及其等效方案限定的本发明的目的。
首先参考图1和图2，示出根据本发明的实施例的止回阀系统10。图1示出止回阀系统10由3D打印机P打印。图2示出3D打印完成之后的止回阀系统10。
如图3中所示，止回阀系统10是被构造成耦接到混合器12并且耦接到施配器（施配装置）D的阀系统，以用于至少两种组分的混合和施配。施配器D可以是任何施配器，并且通常包括柱塞系统PS。用于存储化合物的料筒或存储装置S可以定位在施配器D内。混合器12可以使用管子T（或按任何合适方式）与存储装置S流体连通，并且使用锁定构件14牢固地耦接到止回阀系统10。锁定构件14通常是圆柱形装置，其在第一端部18中具有用于混合器12的开口16，并且在第二端部22中具有用于止回阀系统10的开口20。如可以理解的，锁定构件14可以按任何合适方式将止回阀系统10耦接到混合器12。例如，锁定构件14可以使用螺纹、卡扣配合或者所期望的任何可移除或不可移除的系统耦接到止回阀系统10。然后，锁定构件14将混合器夹持在开口16内。应注意的是，锁定构件14可以按任何所期望的方式锁定混合器12。
一般来说，止回阀系统10可以是安置在包含两种待混合的单独材料的存储装置S与混合器12之间的中间装置或元件。然而，应注意的是，止回阀系统10可以仅是用于一种材料的存储装置S与施配器D之间的止回阀，或者止回阀系统10可以在施配一种或多种材料的单个装置中实施。对多种材料以及所述材料的混合、多个通路以及到任何装置的连接的任何论述仅是对一个实施例的描绘。
如图3-图7中所示，止回阀系统10包括壳体24，壳体24具有用于将第一组分从存储装置S输送到混合器12的第一通道26以及用于将第二组分从存储装置S输送到混合器12的第二通道28。第一通道26和第二通道28被构造成彼此分开，使得可以单独引导第一组分和第二组分。根据本发明，阻挡元件29、31分别布置在第一和第二通道26、28中，并且被构造成关闭第一和第二通道26、28。
第一和第二通道26、28中的每一者包括用于材料或流体的入口（第一入口30a/第二入口30b）和出口（第一出口32a/第二出口32b）。入口30a/30b被构造成耦接到包含第一和第二化合物的存储装置S。优选地，所述化合物存储在存储装置S中以便分开并且不混合。如可以理解的，止回阀系统10的第一和第二通道26、28的入口30a/30b被构造成与存储装置S中的出口开口O对准。因此，在期望时，来自存储装置S的一种化合物可以进入止回阀系统10的第一通道26的第一入口30a，并且来自存储装置S的另一化合物可以进入止回阀系统10的第二通道28的第二入口30b。
第一和第二通道26和28的出口32a/32b被构造成耦接到混合器12。如可以理解的，止回阀系统10的第一和第二通道26、28的出口32a/32b被构造成与混合器12中的入口开口34对准。优选地，当化合物移动通过止回阀系统10时，其不被混合。所述化合物优选地在离开止回阀系统10并且进入混合器12之后混合，在混合器12处，所述化合物由混合元件36混合，并且然后通过混合器12的出口38作为经混合的化合物施配。
第一和第二通道26、28中的每一者包括第一部分40a/40b和第二部分42a/42b。通道26、28的第一和第二部分40a/40b中的每一者通常为圆柱形并且在施配方向上限定预先确定的长度。第一和第二通道26、28的入口30a/30b安置在第一部分40a/40b中的开口44a/44b处，并且第一和第二通道26、28中的每一者的出口32a/32b安置在第二部分42a/42b中的开口48a/48b处。
第一和第二通道26、28中的每一者的第一部分40a/40b具有小于第二部分42a/42b的直径的直径，以便形成阶梯状部分50a/50b。阶梯状部分50a/50b优选地是限定架的凸缘或桥台，或径向向内延伸并且相对于施配方向或纵向方向L为横向（或大致垂直）的凸缘52a/52b。
在此实施例中，将仅论述第一通道26；然而，应注意的是，对第一通道26的任何描述都可以应用于第二通道28。如图7中所示，相邻于出口48a的第二部分42a包括周向沟槽54。即，沟槽54安置在内壁56内，其限定通道26的第二部分42。沟槽54包括径向向内延伸的凸出部58。在一个实施例中，凸出部58相对于纵向方向L成角度。凸出部58具有附接到沟槽54的壁62的近侧端部60以及远离沟槽54的壁62安置的远侧端部64。近侧端部60与远侧端部64之间的成角度表面66在与纵向方向L相反的方向上向内倾斜。远侧端部64包括优选地横向于或大致垂直于纵向方向L的表面68。应注意的是，沟槽54仅是一个实施例，并且凸出部58可以按任何所期望的方式安置。例如，凸出部58可以直接安置在壁56上（并且不在沟槽内）或按任何合适的方式安置。
第一和第二通道26、28中的每一者的第二部分42a/42b中的每一者分别包括阻挡元件29和31以及偏置构件或弹簧72和73。阻挡元件29和31中的每一者优选地为大致圆形，并且包括弓形表面74和与弓形表面74相对的平坦表面76。弓形表面74在阻挡元件29和31中的每一者的外围边缘78处与平坦表面76相交以形成圆顶形状。阻挡元件29和31中的每一者优选地具有如下直径：所述直径大于第一和第二通道26、28的相应第一部分40a/40b的直径、但是小于第一和第二通道26、28的相应第二部分42a/42b的直径。因此，阻挡元件29和31的弓形表面74可以接合凸缘52a/52b，并且使第一和第二通道26、28的第一部分40a/40b与第一和第二通道26、28的第二部分42a/42b分离。因此，当阻挡元件29和31的弓形表面74接合凸缘52a/52b时，止回阀系统10处于关闭位置或状态，并且当阻挡元件29和31的弓形表面74脱离凸缘52a/52b或远离凸缘52a/52b安置时，止回阀系统10处于打开位置或状态。应注意的是，阻挡元件29和31的此构造仅是示例性的，并且阻挡元件29和31可以是将使得第一和第二通道26、28能够关闭的任何合适的构造。
偏置构件72和73安置在第一和第二通道26、28的第二部分42a/42b内。因此，偏置构件72和73优选地具有小于第一和第二通道26、28的第二部分42a/42b的直径的直径。在一个实施例中，偏置构件72和73是弹簧，但是偏置构件72和73可以是能够沿着相应通道26、28偏置阻挡元件29和31的任何合适的偏置构件。
如图5中可见，在此实施例中，偏置构件72和73中的每一者是盘簧。应注意的是，将论述偏置构件72，但是对其的任何描述都适用于偏置构件73。偏置构件72包括第一端部80、第二端部82以及安置在其间的多个线圈84。如可以理解的，当偏置构件72的端部80、82被相对压缩时，线圈84存储能量，所述能量致使朝向偏置构件72的端部80、82施加力。优选地，偏置构件72的第一端部80是偏置构件72的被构造成邻接阻挡元件29和31的平坦表面76的平坦部分。在一个实施例中，偏置构件72的第一端部80与阻挡元件29和31的平坦表面76大致齐平。
偏置构件72的第二端部82是偏置构件72的被构造成邻接混合器12的平坦部分。另外，如图5-图9中所示，偏置构件72的第二端部82处的平坦部分具有多个凸出部86。在一个实施例中，偏置构件72的第二端部82处的平坦部分具有径向向外延伸超出偏置构件72的直径的四个凸出部86。偏置构件72延伸成以便延伸超出第二部分42a的壁56的直径，并且因此被构造成进入沟槽54。凸出部86可以在偏置构件72的第二端部82周围按90°间隔安置，并且在四个预先确定的间隔区域中进入沟槽54。然而，应注意的是，可能存在按任何所期望的布置安置的任何数目个凸出部86。进一步，凸出部86可以是包围偏置构件72的第二端部82的全部或任何部分的单个凸出部。
进一步，将理解的是，沟槽54和凸出部86可以是将使得一个或多个凸出部能够进入更多沟槽中的一者的任何数目和构造。
如本文中所述，止回阀系统10可以使用3D打印机P来3D打印。3D打印是指材料在计算机控制下联接或固化以形成三维物体的过程，其中材料被拼合以形成所期望的物体。在一些实施例中，计算机可以是指智能电话、平板计算机、打印机主板、打印机中的处理器/计算机，或者具有处理器或电子控制器的任何其它装置。用于止回阀系统中的每一元件（例如，壳体24、阻挡元件29和31以及偏置构件72和73）的材料可以是任何材料，例如熔融在一起的液体分子或粉末颗粒。在一些实施例中，止回阀系统10可以由一种或多种材料打印，例如PA12、聚丙烯和/或玻璃填充的聚酰胺。然而，所述材料可以是一种或多种任何合适的材料。在一个实施例中，3D打印机P由相同材料大致同时打印所有部件（例如，壳体24、阻挡元件29和31以及偏置构件72和73）。在这方面，大致同时打印意味着止回阀系统的元件在单个打印过程中被打印。因此，例如在打印过程期间，3D打印机可能在特定时间打印一个元件（例如，壳体24）、并且不打印另一元件（例如，阻挡元件29和31和/或偏置构件72和73），由于所有元件的3D打印都在同一打印过程期间发生，因此所述元件中的每一者被视为由3D打印机大致同时打印。然而，应注意的是，所述部件（例如，壳体24、阻挡元件29和31以及偏置构件72和73）中的每一者可以使用相同或不同3D打印机由不同材料同时打印或者在不同时间由不同材料或相同材料打印。因此，如可以理解的，在一个实施例中，壳体24、阻挡元件29和31以及偏置构件72和73可以使用相同或不同3D打印机由一种或多种可3D打印的材料形成。普通技术人员将能够基于部件的表面光洁度确定所述部件是被3D打印的（例如，而非注射模制的）。此外，如果装置由多个部分形成、并且然后组装的话，这对普通技术人员来说将是显而易见的。
打印止回阀系统10，使得偏置构件72和73处于零应力下。如可以理解的，弹簧（或偏置构件）具有在最小载荷与最大载荷之间的固有应力范围。当弹簧未经受任何力或应力时，其处于所述应力谱的最小端，即，当弹簧未偏转时，弹簧处于零应力下。此外，当您扭转、压缩或拉动弹簧时，所述弹簧将趋于返回到‘最小’应力位置（即，零应力）。
因此，在此实施例中，偏置构件72和73未被压缩，并且因此未存储任何能量。一旦已经打印止回阀系统10，便可以附接混合器12。如图4和图5中所示，第一和第二通道26、28的出口32a/32b与混合器12中的相应开口34对准。混合器12朝向止回阀系统10移动，并且混合器12的开口34插入到第一和第二通道26、28的出口32a/32b中。
如图8中所示，混合器12的端部远离开口44a/44b偏置偏置构件72，从而压缩偏置构件72。因此，当混合器12连接到止回阀系统10时，当混合器12至少部分安置在第一通道26的第二部分42a中时，偏置构件72被初始压缩。即，当混合器12连接到止回阀系统10时，偏置构件72首次被压缩。此构造使得偏置构件72能够在不使用时维持零应力或压缩状态。因此，可以增加偏置构件72的使用寿命。
当混合器12连接到止回阀系统10时，偏置构件72的第二端部82上的凸出部86接合沟槽54中的凸出部58。由于沟槽54中的凸出部58在远离施配方向（即，远离出口32a）的方向上成角度，因此偏置构件72的第二端部82的凸出部86能够使沟槽54中的凸出部58向外弯曲，从而使得偏置构件72的第二端部能够在与施配方向相反的方向上横穿所述通道的所述第二部分，如图9中所示。偏置构件72的第二端部82上的凸出部86穿过沟槽54中的凸出部58的远侧端部，并且沟槽54中的凸出部58能够径向向内弯曲回来。沟槽54中的凸出部58优选地径向向内弯曲回到径向位置，所述径向位置在偏置构件72的第二端部82上的凸出部86的径向位置内。换句话说，偏置构件72的第二端部82上的凸出部86具有大于沟槽54中的凸出部58的半径。此外，优选地，至少两个凸出部86隔开180°安置在偏置构件72的第二端部82上，并且因此限定大于沟槽54中的凸出部58的直径的直径。
因此，如图10中所示，偏置构件72被锁定到第一通道26的第二部分42a内的部分压缩位置中。此压缩或受应力位置对偏置构件72施加载荷，并且致使偏置构件72朝向偏置构件72的端部80、82施加向外的力。因此，偏置构件72的第一端部80向阻挡元件29的平坦表面76施加力，这继而致使阻挡元件29的弯曲表面74接合第一通道26的第一部分40a与第二部分42a之间的凸缘52a。所述力通常足以密封第一通道26，并且阻止材料或流体通过第一通道26的第一部分40a到达第一通道26的第二部分42a。
此外，如图11中所示，即使当混合器12被移除时，偏置构件72也保持在压缩（或部分压缩）状态，因为偏置构件72的第二端部82上的凸出部86接合沟槽54中的凸出部58。
应注意的是，对第一通道26及其部件的任何描述都适用于第二通道28及其部件。
如可以理解的，阻挡元件29和31密封第一和第二通道26、28以防流体从中通过。因此，当止回阀系统10耦接到存储装置S时，没有化合物或流体可以通过止回阀系统10并且进入到混合器12中，直到期望如此。
偏置构件72和73优选地具有预先确定的弹簧常数，可以通过施加到存储装置S中的化合物的足够压力来克服所述预先确定的弹簧常数。在一个实施例中，可以使用柱塞系统PS推进化合物使其从存储装置S移动到止回阀系统10中。因此，如上所述，当存储装置S耦接到止回阀系统10时，并且期望使化合物从存储装置S移动到止回阀系统10并且进入到混合器12中，通过柱塞系统PS向柱塞（未示出）施加压力，这将化合物从存储装置S中压出并且进入到第一和第二通道26、28的第一部分40a/40b中。化合物的力克服偏置构件72和73的弹簧常数，从而使阻挡元件29和31的弯曲表面74远离凸缘52a/52b移动。阻挡元件29和31进入打开位置，并且使得化合物能够从第一和第二通道26、28的第一部分40a/40b移动到第一和第二通道26、28的第二部分42a/42b，并且进入到混合器12中。
如可以理解的，所述施配过程可以在需要组分的任何合适过程中操作或应用到其，例如使用一种、两种或多种组分（材料）在船舶、管道、桥梁、坦克、风力、铁路和密闭空间应用或任何其它合适应用中用于涂覆的过程。
本文中描述的止回阀系统降低成本，并且消除使用多个模具形成所述系统的需要。进一步，提供一种高效地形成止回阀系统的方法。
术语的一般解释
在理解本发明的范围时，如本文中所使用的，术语“包括”及其派生词旨在是开放式术语，其指定所述特征、元件、部件、群组、整数和/或步骤的存在，但不排除其它未陈述特征、元件、部件、群组、整数和/或步骤的存在。前述内容也适用于具有类似含义的词语，例如术语“包括”、“具有”及其派生词。而且，术语“部分(part)”、“区段”、“部分(portion)”、“构件”或“元件”在以单数使用时可以具有单个部分或多个部分的双重含义。而且，如本文中用于描述以上实施例的，方向性术语（例如横向）以及任何其它类似方向性术语是指止回阀系统的那些方向。因此，用于描述本发明的这些术语应该相对于止回阀系统来解释。
如本文中用于描述装置的部件、区段或部分的术语“被构造”包括被构造成执行所期望功能的结构。
如本文中所使用的，程度术语（例如“大致”）意味着所修饰的术语的合理偏差量，使得最终结果不显著改变。虽然仅已经选择选定实施例来示出本发明，但是本领域技术人员根据本公开将显而易见的是，可以在本文中作出各种改变和修改，而不背离如在所附权利要求书中限定的本发明的范围。例如，各种部件的大小、形状、位置或取向可以根据需要和/或期望来改变。示出为彼此直接连接或接触的部件可以在其之间安置有中间结构。一个元件的功能可以由两个元件实施，并且反之亦然。一个实施例的结构和功能可以用于另一实施例中。并非所有优点都必需同时存在于特定实施例中。与现有技术不同的每一个特征（单独或与其它特征组合）还应该视为申请人对进一步发明的单独描述，包括由此类特征实施的结构和/或功能构思。因此，根据本发明的实施例的前述描述仅提供成用于图示、并且不是出于限制如由所附权利要求书及其等效方案限定的本发明的目的。

Claims (16)

1.一种止回阀系统，其包括：
壳体，所述壳体具有从中穿过的通道，所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有小于所述第二部分的直径的直径，以便形成阶梯状部分；
阻挡元件，所述阻挡元件安置在所述通道的所述第二部分内，所述阻挡元件为大致圆形，并且具有圆顶形状，所述圆顶形状具有弓形表面以及与所述弓形表面相对的平坦表面；以及
偏置构件，所述偏置构件安置在所述通道的所述第二部分内并且被构造成在处于压缩状态时维持所述阻挡元件与所述阶梯状部分接触，
所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件能够通过大致同时3D打印获得，以便由一种或多种能够3D打印的材料形成，
其中，所述偏置构件是在零应力下形成的弹簧，并且
其中，所述弹簧被构造成当混合器至少部分安置在所述通道的所述第二部分中时被初始地压缩。
2.根据权利要求1所述的止回阀系统，其中
所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件由相同材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的止回阀系统，其中
所述通道在其内表面上包括保持夹。
4.根据权利要求3所述的止回阀系统，其中
所述保持夹被构造成使所述偏置构件保持在部分压缩状态。
5.根据权利要求1或2所述的止回阀系统，其中
所述偏置构件被构造成当用于施配化合物的施配器与所述止回阀系统耦接时被压缩。
6.根据权利要求1或2所述的止回阀系统，其中
所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件由PA12、聚丙烯、玻璃填充的聚酰胺中的至少一者形成。
7.根据权利要求1或2所述的止回阀系统，其中
所述通道是第一通道，并且所述壳体包括第二通道，所述阻挡元件是第一阻挡元件，并且第二阻挡元件安置在所述第二通道中，并且所述偏置构件是第一偏置构件，并且第二偏置构件安置在所述第二通道中，所述第一和第二通道大致彼此平行。
8.一种形成止回阀系统的方法，所述方法包括：
大致同时3D打印以下部件：壳体，所述壳体具有从中穿过的通道，所述通道包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有小于所述第二部分的直径的直径，以便形成阶梯状部分；阻挡元件，所述阻挡元件安置在所述通道的所述第二部分内，所述阻挡元件为大致圆形，并且具有圆顶形状，所述圆顶形状具有弓形表面以及与所述弓形表面相对的平坦表面；以及偏置构件，所述偏置构件安置在所述通道的所述第二部分内并且被构造成在处于压缩状态时维持所述阻挡元件与所述阶梯状部分接触，其中，所述偏置构件是在零应力下形成的弹簧；并且
当混合器至少部分安置在所述通道的所述第二部分中时初始地压缩所述弹簧。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括
在所述3D打印期间在所述通道的内表面上形成保持夹。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括
通过所述保持夹使所述偏置构件保持在部分压缩状态。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其进一步包括
当用于施配化合物的施配器耦接到所述止回阀系统时，压缩所述偏置构件。
12.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其进一步包括
由PA12、聚丙烯、玻璃填充的聚酰胺中的至少一者形成所述壳体、所述阻挡元件和所述偏置构件。
13.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中
所述通道是第一通道，所述阻挡元件是第一阻挡元件，并且所述偏置构件是第一偏置构件，并且
所述大致同时3D打印包括打印第二通道、安置在所述第二通道中的第二阻挡元件以及安置在所述第二通道中的第二偏置构件，所述第一和第二通道大致彼此平行。
14.一种用于施配化合物的施配器，所述施配器包括：
用于所述化合物的存储装置；
用于施配所述化合物的出口；以及
安置在所述存储装置与所述出口之间的根据权利要求1至7中的任一项所述的止回阀系统。
15.根据权利要求14所述的施配器，其进一步包括
用以施配所述化合物的柱塞系统，被推动通过所述止回阀系统的所述化合物的力致使所述阻挡元件打开。
16.一种用于操作根据权利要求14或15所述的施配器的方法，其包括：
在船舶、管道、桥梁、坦克、风力、铁路和密闭空间应用中的至少一者中操作所述施配器。
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