CN112424517A - 用于流体定量设备的阀单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体例如涂料的定量装置的阀单元，包括单元本体，其中形成有流体进口通路、流体出口通路以及在所述进口通路和出口通路之间的闭塞器座部，在该闭塞器座部中容置有球式闭塞器。闭塞器通路形成在球式闭塞器中，该球式闭塞器可在开放位置和关闭位置之间旋转，在开放位置中，闭塞器通路使进口通路和出口通路流体地连接，在关闭位置中，球式闭塞器防止流体从进口通路到出口通路的通行。流体密闭式吸入活塞滑动地容置在活塞腔室中，该活塞腔室与进口孔和出口孔流体连通，该流体密闭式吸入活塞与球式闭塞器在旋转上一体化。凸轮装置被布置在单元本体和吸入活塞之间，适合于跟随球式闭塞器从开放位置到关闭位置的旋转，使得活塞腔室中的吸入活塞从前进位置平移到缩回位置，以便吸入存在于闭塞器通路中的余留流体。

Description

用于流体定量设备的阀单元
本发明涉及一种用于流体例如涂料的定量设备的阀单元。
流体定量设备例如涂料的定量设备，已经是已知的。在一些实施方式中，这些设备包括泵组，该泵组从罐中抽取流体并通过控制流体定量的阀单元进行分配流体。
在一些实施方式中，根据权利要求1的前序部分，阀单元包括单元本体，在该单元本体中形成有流体进口通路、流体出口通路以及在所述进口通路和出口通路之间的闭塞器座部，在该闭塞器座部中容置有球式遮挡闭塞器。
在球式闭塞器中，形成有闭塞器通路，并且球式闭塞器能够在开放位置和关闭位置之间旋转，在开放位置中，闭塞器通路使进口通路和出口通路流体地连接，在关闭位置中，球式闭塞器防止流体从进口通路到出口通路的通行。
通常地，当球式闭塞器处于关闭位置时，闭塞器通路使进口通路与再循环导管连接，使得允许存在于定量设备中的流体进行再循环，防止在供应中断后，任何余留的流体在设备内部干燥，损坏设备或以其他方式堵塞通路。
在该类型的设备中遇到的问题之一，特别是当待定量的流体具有一定的粘度诸如涂料时，在于以下事实：在流体分配结束时，在球式闭塞器从开放位置到关闭位置的通路中，在闭塞器通路的出口端部形成了滴状物，该滴状物随着时间的推移可能损坏球式闭塞器在其上滑动的并且界定了出口通路的密封元件。
本发明的目的是提出一种用于流体的定量设备的阀单元，其能够消除这样的缺点。
上述目的是通过根据权利要求1所述的阀单元来实现的。从属权利要求描述了根据本发明的阀单元的优选实施方式。
从纯粹以非限制性示例的方式提供的本发明的优选实施方式的以下描述，参考附图，应容易地使根据本发明的阀单元的特征和优点变得明显，其中：
-图1是根据本发明的阀单元的立体截面图，其中球式闭塞器处于开放位置；
-图1a是类似于前一附图的视图，但是其中，阀单元沿与图1的截面平面正交的截面平面截取；
-图1b是阀单元沿图1a的截面平面的截面图；
-图2是根据本发明的阀单元在吸入(intake，引入、摄入)步骤开始时的立体截面图；
-图2a是类似于前一附图的视图，但是其中，阀单元沿与图2的截面平面正交的截面平面截取；
-图2b是阀单元沿图2a的截面平面的截面图；
-图3是根据本发明的阀单元在吸入步骤结束时的立体截面图；
-图3a是类似于前一附图的视图，但是其中，阀单元沿与图3的截面平面正交的截面平面截取；
-图3b是阀单元沿图3a的截面平面的截面图；
-图4是根据本发明的阀单元的立体截面图，其中球式闭塞器处于关闭位置；
-图4a是类似于前一附图的视图，但是其中，阀单元沿与图4的截面平面正交的截面平面截取；
-图4b是阀单元沿图4a的截面平面的截面图；以及
-图5是吸入活塞单独的立体图。
在所述附图中，附图标记1表示根据本发明的用于流体的定量设备的阀单元。
在一般实施方式中，阀单元1包括：单元本体10，在其中制成了待定量流体的进口通路12、流体出口通路14；以及在所述进口通路12和出口通路14之间的闭塞器座部16。
在附图中所示的示例中，为了简单起见，将单元本体10示出为单独的块状物。在现实中，阀单元1可以被集成到定量设备中，并且因此单元本体10可以是定量设备的本体的一部分。因此，下面将描述的进口通路12和再循环导管32也可以是形成在定量设备本体中的相应导管的末端部段。
球式闭塞器18被密封地容置在闭塞器座部16中。
术语“球式闭塞器”不应以限制性的方式理解为是指完全球形的闭塞器，但它也包括具有至少一个球形表面部分的轴向对称的闭塞器形状，这促进闭塞器在其座部中的密封。
在其他实施方式中，闭塞器也可以具有柱形形状的表面。
闭塞器通路20形成在球式闭塞器18中。球式闭塞器18能够在开放位置(图1至图1b)和关闭位置(图4至4b)之间旋转，在开放位置中，闭塞器通路20使进口通路12与出口通路14流体地连接，在关闭位置中，球式闭塞器18防止流体从进口通路12到出口通路14的通路。
球式闭塞器18可以通过球式闭塞器的旋转的控制装置22得以旋转。
根据本发明的一方面，阀单元1设置有吸入活塞24。
吸入活塞24可滑动地且流体密闭地被容置在活塞腔室26中。活塞腔室26与闭塞器通路20流体连通。
此外，吸入活塞24通过凸轮装置28与单元本体10相互作用。
这些凸轮装置28适合于根据球式闭塞器18从开放位置到关闭位置的旋转，使得活塞腔室26中的吸入活塞24从前进位置平移到缩回位置，以用于吸入存在于闭塞器通路20中的余留流体。
特别地，在朝向出口通路14开放的闭塞器通路20的远端端部20'上形成流体的滴状物的情况下，闭塞器活塞24的缩回使得闭塞器通路20内产生抽吸作用，这使得滴状物从闭塞器通路20的端部20’被抽吸到闭塞器通路自身的内部。
因此，当球式闭塞器18朝向关闭位置的旋转完成并且闭塞器通路20的远端端部20'被界定闭塞器座部16的壁盖住时，在远端端部20'上没有流体余留物，该流体余留物可能损坏球式闭塞器18在其上滑动并界定出口通路14的密封元件30。吸入步骤已经在闭塞器通路20的远端端部20'与密封元件30接触之前完成。
在一个实施方式中，再循环导管32也形成在单元本体10中。如上文所解释的，再循环导管32用于当球式闭塞器18处于关闭位置并且停止从出口通路14分配流体时，允许在进口通路12和/或闭塞器通路20中的流体进行再循环。
例如，进口通路12和再循环导管32彼此平行。
因此，当球式闭塞器18处于关闭位置时，闭塞器通路20与再循环导管32流体连通。
在一个实施方式中，凸轮装置28被配置为当球式闭塞器18旋转到在开放位置和关闭位置之间的中间位置时，吸入活塞24到达缩回位置。此外，当球式闭塞器18到达关闭位置时，吸入活塞24返回到前向位置。
以这样的方式，在返回到前进位置的步骤中，吸入活塞24充当压缩机将先前抽吸到再循环导管32中的流体的滴状物排出。
在一个实施方式中，开放位置和关闭位置以约90°的角度间隔开。
此外，进口通路12和出口通路14以及闭塞器通路20被制作成使得球式闭塞器18能够单向地旋转以返回到开放位置，并在每旋转180°时返回到开放位置。
更详细地，闭塞器通路20包括第一径向通道20a、与第一径向通道平行的第二径向通道20b以及中心腔室20c。
中心腔室20c由活塞腔室26的端部截面形成。
第一和第二径向通道20a、20b在直径上相反的位置与中心腔室20c基本上相切。
换句话说，径向通道20a和20b不是彼此对准的，而是沿着相应的平行且间隔的通道轴线延伸。
特别地，从图1b和图2b中可以看出，当球式闭塞器18处于开放位置时，第二径向通道20b尽管在出口通路14上是开放的，但是从闭塞器座部16的角度，并且特别是从密封元件30的角度，该第二径向通道位于最大的可能的距离处，使该第二径向通道朝向密封元件旋转并被其封闭。以这样的方式，球式闭塞器18的角行程就足以使得吸入活塞24缩回，并且因此产生有效的滴状物抽吸作用。
在一个实施方式中，活塞腔室26至少部分地在球式闭塞器18中延伸。因此，中心腔室20c由活塞腔室26的底部壁26'和吸入活塞自身的端部界定。
例如，吸入活塞24能够沿着与径向通道20a、20b所在的闭塞器通路平面正交的活塞轴线X平移。
在一个实施方式中，凸轮装置28包括周缘凹槽28a，该周缘凹槽形成在吸入活塞24的侧向表面中(图5)并配置有适合于实现吸入活塞在前进位置和缩回位置之间的平移移动的凸轮轮廓。周缘凹槽28a由与单元本体10一体的凸轮销28b接合。
在一个实施方式中，吸入活塞24具有端部部分242，该端部部分以抗旋转形状耦接的方式插入在活塞腔室26的对应端部部分26a中，例如插入在活塞腔室26的形成于球式闭塞器18中的部分中。
例如，吸入活塞24的端部部分242和活塞腔室26的端部部分26a两者具有基本上柱形的形状，该形状具有平坦的侧向部分。
在吸入活塞24的侧向壁中还形成有环形座部244，在该环形座部中装配有用于吸入活塞在活塞腔室26中的密封滑动的O型圈246。
在一个实施方式中，控制装置22包括同轴地装配在球式闭塞器18中的旋转轴22a，并且相对于吸入活塞24在相反一侧上。
旋转轴22a可以由电动机驱动以旋转，图中仅示出了其中的轴22b。
现在将参照图中所示的示例，描述阀单元的操作。
图1至图1b表示处于开放配置的阀单元1。在该配置中，球式闭塞器18被定位为使得闭塞器通路20将进口通路12与出口通路14流体连通。特别地，在图1b中可以看到，第一径向通道20a开放通向进口通路12，但是位于在球式闭塞器18的旋转方向上的界定该通路的壁的附近，在所示的示例中，其以顺时针方向旋转。
相反地，第二径向通道20b在出口通路14上是开放的，但是相对于限定出口通路14的边缘位于在球式闭塞器18的旋转方向上的最大距离处。
图2至图2b示出了吸入步骤开始时的阀单元1。此时，球式闭塞器18已经开始朝向关闭位置旋转，并且吸入活塞24由于凸轮装置28，已经开始其朝向缩回位置的行程。因此，在闭塞器通路20中生成抽吸作用。注意到的是，在图2b中，第一径向通道20a刚刚被单元本体10盖住，而第二径向通道20b几乎在出口通路14的中心位置处开放。
图3至图3b示出了吸入步骤结束时的阀单元1。此时，球式闭塞器18相对于初始开放位置，已经进行了约45°角度的旋转，而吸入活塞24已经到达完成吸入的缩回位置。应当注意的是，在图3b中，第一径向通道20a尽管靠近再循环导管32，但仍然被单元本体10盖住，而第二径向通道20b已经刚刚被密封元件30封闭，该第二径向通道此时由于流体余留物已经被完全吸出所以没有流体余留物。
图4至图4b示出了处于关闭位置的阀单元1。在该位置，球式闭塞器18已经相对于开放位置成90°的角度，并且吸入活塞24已经返回到前进位置。
现在，第一径向通道20a在再循环导管32中是开放的，而第二径向通道20b在进口通路12中是开放的。以这样的方式，能够进行可能存在于进口通路12和闭塞器通路20中的流体的再循环。
应当注意的是，吸入活塞24从缩回位置向前进位置的平移引起在再循环导管32上开放的闭塞器通路中的压缩作用，这有助于将抽吸到再循环导管32中的滴状物排出。
在一个实施方式中，从关闭位置，可以控制球式闭塞器18旋转90°的角度，然后仍在同一方向上旋转以返回开放阀的起始位置。
在一个实施方式中，凸轮装置被配置为使得在从关闭位置到初始开放位置的旋转中，吸入活塞旋转而不移动。
本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下，对根据本发明的阀单元的实施方式进行若干改变、调整以及用其他功能上等效的元件来替换元件，从而满足附带的需要。被描述为属于可能的实施方式的特征中的每一者都可以独立于所描述的其它实施方式来获得。

Claims (10)

1.用于流体例如涂料的定量装置的阀单元，包括：
单元本体，其中形成有流体进口通路、流体出口通路以及在所述进口通路和出口通路之间的闭塞器座部；
球式闭塞器，所述球式闭塞器容置在所述闭塞器座部中，闭塞器通路形成在所述球式闭塞器中，所述球式闭塞器能够在开放位置和关闭位置之间旋转，在所述开放位置中，所述闭塞器通路使所述进口通路和所述出口通路流体地连接，在所述关闭位置中，所述球式闭塞器防止流体从所述进口通路到所述出口通路的通行；
控制装置，用于控制所述球式闭塞器的旋转；
流体密闭式吸入活塞，所述吸入活塞滑动地容置在活塞腔室中，所述活塞腔室与进口孔和出口孔流体连通，所述流体密闭式吸入活塞与所述球式闭塞器在旋转上一体化；
凸轮装置，所述凸轮装置在所述单元本体和所述吸入活塞之间，适合于跟随所述球式闭塞器从所述开放位置到所述关闭位置的旋转，使得所述活塞腔室中的所述吸入活塞从前进位置平移到缩回位置，以便吸入存在于所述闭塞器通路中的余留流体。
2.根据权利要求1所述的阀单元，其中，在所述单元本体中形成有再循环导管，当所述球式闭塞器处于所述关闭位置时，所述闭塞器通路与所述再循环导管流体连通。
3.根据权利要求2所述的阀单元，其中，所述凸轮装置被配置成使得：当所述球式闭塞器旋转到在所述开放位置和所述关闭位置之间的中间位置时，所述吸入活塞到达所述缩回位置，并在所述球式闭塞器到达所述关闭位置时返回到所述前向位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元，其中，所述开放位置和所述关闭位置间隔90°的角度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元，其中，所述闭塞器通路包括第一径向通道、与所述第一径向通道平行的第二径向通道和形成在所述活塞腔室的端部截面上的中心腔室，所述第一径向通道和所述第二径向通道在沿直径相反的位置与所述中心腔室基本上相切。
6.根据前一权利要求的阀单元，其中，所述活塞腔室至少部分地延伸到所述球式闭塞器中，所述吸入活塞能够沿着与闭塞器通路平面正交的活塞轴线平移，其中，所述闭塞器通路的所述第一和第二径向部分位于所述闭塞器通路平面。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的阀单元，其中，所述进口和出口通路以及所述闭塞器通路被形成为使得所述球式闭塞器能够单向旋转以返回到所述开放位置，并在每旋转180°时返回到所述开放位置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元，其中，所述凸轮装置包括：周缘凹槽，所述周缘凹槽在所述吸入活塞的侧部表面中形成并配置有适合于实现所述吸入活塞在所述前进和缩回位置之间的平移运动的凸轮轮廓；和凸轮销，所述凸轮销与所述单元本体一体化并与所述周缘凹槽接合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元，其中，所述吸入活塞具有以抗旋转式形状耦接的方式插入在所述活塞腔室的对应端部部分中的部分端部。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阀单元，其中，所述控制装置包括插入所述球式闭塞器中与所述吸入活塞同轴的旋转轴。
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