CN1221784C - 用于燃烧动力工具的恒定容积阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃烧动力工具的恒定容积阀，包括界定计量室的壳体，该计量室有一个内部容积并包括一个入口、一个出口和一个活柱，活柱被构造成能相对该室做往复运动，以便调节计量室的内部容积。活柱最好由用户调节以便改变保持在计量室中的燃料体积。在该壳体中，第一阀控制通过入口的流体流量，第二阀控制通过出口的流体流量，与这两个阀联接的致动器组件可顺序地从第一位置运行到第二位置和第三位置，在第一位置，第一阀是打开的，第二阀是关闭的，在第二位置，第一和第二阀都是关闭的，在第三位置，第一阀是关闭的而第二阀则是打开的。

Description

用于燃烧动力工具的恒定容积阀

                      技术领域

本发明涉及如动力构造工具(Power framing fool)之类的燃烧动力工具的恒定容积阀，更具体地说，涉及恒定容积阀组件，该阀组件测量允许流体流入燃烧室之前的流体体积。

                      背景技术

相关申请

本申请是同时待审的，2001年5月4日申请的，序号为09/849606，题目为用于燃烧动力工具的恒定容积阀的继续部分。

本发明还涉及利用已排列紧固件(Collated fasteners)类型的气动、燃烧动力或其它快作用的紧固件驱动工具。一般来说燃烧动力的紧固件驱动工具包括一个燃烧室，该燃烧室由一个圆筒状壳体和一个阀套筒确定，阀套筒被安排为能打开和关闭燃烧室，这些在以下专利中已有示例，这些专利是参考号为32452的Nikolich美国专利，序号为4522162，4483474，4403722的Nikolich美国专利及序号为4483473的Wagdg美国专利，在此引用这些专利，作为参考。一般来说，类似的燃烧动力的钉和U型钉驱动工具可按IMPULSE商标从位于Vernon Hills，IL的ITW-Paslode公司(伊利诺斯器械工程公司)买到。

在这种工具中，在把每个紧固件驱动到工件中的驱动打击过程中施加恒定的力是有好处的。测量供给燃烧动力工具的燃料的量或供给气动动力工具的压缩气体的量对提供恒定的力是有帮助的。在授予Cotta的4721240号美国专利中叙述了一种燃烧动力紧固件工具，它通过由凸轮的运动确定的阀打开时间来测量燃料。燃料通过一个燃料阀到达燃烧室的管道，燃料的量等于在燃料阀打开的时间内通过一个针阀的体积。用时间来测量流体流量使供给工具的流体量随着流体流速的变化而变化。当燃料筒成为空的时候，流体的流速随着筒压的下降而变化。同样，一个公共气动流体供源的压力或流动的变化也会造成供给筒的每个负载上的动力大小的差别。

在655966号和1293858美国专利中已说明了阀组件对流入燃烧室的燃料的控制。两个参考文献都公开了一种压力流体入口阀和流体出口阀，它们支起机器供料管道。通过入口阀使高压流体供给一个机器以提供动力，并在发出动力之后从机器返回时通过出口排出。但是，没有一个参考文献教给如何用这种系统来提供对流体的持续测量。而且，在燃料燃烧或高压流体膨胀之后，流体对于给工具提供动力不再是有用的，因而这时的测量是无效的。

授予Utsumi的4913331号美国专利叙述了一种装置，这种装置通过一个内燃机驱动一个活塞，该活塞利用一个测量室分送恒定体积的燃料。包含该测量室的燃料活塞可在燃料气缸内往复运动。燃料入口通道和燃料出口通道的位置是这样安排的，测量室通过活塞在入口和出口通道之间的运动而被充满和排空。燃料活塞和气缸之间的密封圈被安置在室的两侧，以防燃料从高压燃料供给源泄漏到燃烧室。活塞的稳定运动使这些密封圈迅速磨损，这是因为它们不断地与气缸表面接触的缘故。

常规燃烧动力工具的一个工作缺点是，当在较低温度下工作时，例如低至0℃，压力燃料的压力下降，因而在大气和燃料之间造成较大的压差。在这较低压力下，燃料不再迅速地通过适当的通路而进入燃烧室。这个条件引起燃烧的延迟，因而影响了工具的工作效率。

常规燃烧动力工具的另一个工作缺点是，当它工作在较高高度或者说海拔时，缺少燃烧用的空气。因此，在较高高度下使用时，带有恒定容积燃料计量阀的常规燃烧动力工具在其燃烧室中会有过大的富燃料/空气混合物，这可导致点燃系统的污垢以及其它工作困难。因此需要一种有燃料计量阀的燃烧动力工具，它具有调节易燃燃料/空气混合物中燃料量的能力。

                      发明内容

因此，本发明的一个目的是，对装置，如燃烧动工具的燃料提供一种改进的流体的恒定体积测量，以产生恒定的驱动力。

本发明的另一个目的是，在紧凑的空间内提供一种流体的恒定体积测量。

本发明的再一个目的是提供一种改进的恒定容积阀，它的密封圈不会在密封表面不断地磨损。

本发明还有一个目的是提供一种改进的恒定容积阀，它方便于燃料的流动，即使在压力下降，例如工具暴露在低温下也是如此。

本发明的另外一个目的是提供一种改进的恒定容积阀，该容积阀提供调节燃料混合物的能力，如当工具工作在较高高度时。

本发明提供的一种用于燃烧动力工具的恒定容积阀，与在燃烧动力工具中装有流体的压力流体供给源一起使用，所述容积阀包括：

一个确定计量室的壳体，计量室有多个口，其中包括一个入口和一个出口；

一个被设置在所述壳体内的第一弹簧偏置阀，用来控制流体通过所述入口的流量；

一个被设置在所述壳体内的第二弹簧偏置阀，用来控制流体通过出口的流量；

一个致动器组件，该组件与所述第一和第二弹簧偏置阀相联接，并顺序地从第一位置运行到第二位置和第三位置，在第一位置第一弹簧偏置阀是打开的，第二弹簧偏置阀是关闭的，在第二位置第一和第二弹簧偏置阀都是关闭的，在第三位置第一弹簧偏置阀是关闭的而第二弹簧偏置阀则是打开的；或从第三位置运行到第二位置，再到第一位置，在第三位置，第一弹簧偏置阀是关闭的，第二弹簧偏置阀是打开的，在第二位置，第一和第二弹簧偏置阀都是关闭的，在第一位置，第一弹簧偏置阀是打开的而第二弹簧偏置阀则是关闭的，这样，在第三位置，在一定体积的流体从计量室流出以提供恒定体积的流体之后，计量室被密封以防在第二位置流体的回流，并且在第一位置计量室为致动器从第三位置到第一位置的顺序移动再一次充以一定体积的流体；

所述容积阀构造和安置如下：在第一位置，从所述入口进入所述室的一定体积的流体被收集在计量室中，在第二位置，流体被密封在计量室中，在第三位置，流体从计量室放出，以所述致动器从第一位置到第三位置的每个顺序运动提供恒定体积的流体。

用于计量恒定体积的燃料以便为工具提供恒定动力的本装置可满足这些和其它目的，甚至超过这些目的。这种装置对于以气动或内燃机为动力的便携式紧固件工具是最有用的。在该优选实施例中阀及控制机构的构造也提供了关闭一个阀和打开另一个阀之间的延迟，以确保在向下游流至燃烧室之间计量流体。

更具体地说本发明提供了一种容积可调变的计量室，并且用于燃烧动力工具的恒定容积阀包括一个界定计量室的壳体，计量室有一个内部容积并且包括一个入口和出口，以及一个活柱(plunger)，活柱被构造成能够相对室做往复运动，以便调节计量室的内部容积。活柱最好是由用户可调节的，以改变保持在计量室内的燃料体积。在该机壳内，第一阀控制通过入口的流体流量，第二阀控制通过出口的流体流量，与上述两个阀联接的一个致动器组件顺序地从第一阀打开和第二阀关闭的第一位置运行到第一和第二阀都关闭的第二位置以及第一阀关闭和第二阀打开的第三位置。

本计量阀也通过紧固件驱动工具产生恒定的驱动力，因为工具每次点火它都提供量和质都前后一致的燃料或液压流体。本发明动力工具的流体供给是按体积而不是按时间量度的。因而给工具提供了更精确和更一致的动力。当压力变化时，系统中的流体密度因为分子填塞得更密或更稀而发生变化。但是，在流动系统中，如果计量阀两端的压差发生起伏，那么流速也发生变化。不过只要在计量室的入口阀打开的时间内恒定容积室是充满的，流速的变化对恒定容积系统就没有影响。

另外，本发明的计量室和弹簧偏置阀的安排导致空间的紧凑利用，这对紧凑、便携式的工具是有益的。与其它设计相比，本阀的共线安置和燃烧室通道的倾角使本设计具有由压力流体供给源到燃烧室有较短距离的特点。

利用弹簧偏置阀来控制流体流量也是有利的。与计量室入口和出口形成密封的阀座仅在相当短的时间内与室壁接触。当阀开着和关着的时候不存在密封圈与相邻壁的持续摩擦。这导致密封圈的较长寿命。

本容积阀的另一个优点是，优选地给至少一个弹簧偏置阀提供一个盘，它方便于燃料流入燃烧室通道，即使在燃料流动不畅的工作条件下也是如此，如当外部工作温度降至冰点以下时。

本容积阀的再一个优点是，致动器组件被构造成能提供上、下弹簧偏置阀工作的固有延迟，以确保在下阀把燃料放入燃烧室之前在计量室内保持指定体积的燃料。在该优选实施例中，延迟部分地由审填地松开致动器枢轴联杆臂舌形片和致动器控制臂槽口之间的啮合来实现。这种啮合的松开确保，当由于工具啮合在工件上面使枢轴联杆臂连续运动时致动器的控制臂不连续运动，因而造成了弹簧偏置阀工作的一个小“间断”。这样，暂时保持在计量室的燃料体积的一致性得以维持。

本容积阀的另一个特点是，在每个点火循环周期内都可以通过调节来改变流到燃烧室的燃料量。在该优选实施例中，这是通过提供一个可调轴来完成的。用户能用螺纹把该轴拧入燃料计量室，以减小该室的容积，从而减小进入的燃料的可用空间。因此，当需要更多的燃料或者说更富的混合物时使轴向外退，使之远离燃料计量室，以增加该室的容积。把轴向燃料计量室推进可获得燃料少的混合物。

本容积阀的另一个特点是，可用电加热元件代替上述可调轴，以便在导致较低燃料压力的较冷条件下使用。加热元件加热燃料计量室本身或加热阀壳的周围部分。

                      附图说明

图1是与燃料容器联接的本恒定容积阀的后视图；

图2是本恒定容积阀的垂直截面前视图；

图3A-3C是本恒定容积阀的一系列部分截面图；它们描述致动器组件移过一个运行顺序时的三个阀位置；

图4是本恒定容积阀的部分截面图，所示阀装有一个方便于燃料从计量室移入燃烧室的盘；

图5是本恒定容积阀的另一个实施例的部分截面图，它表示该容积阀与压力燃料筒内部接口间的密封联接；

图6是沿图4的线6-6和所示方向的部分横截面图，并且描述本容积阀的另一个实施例；

图7是图6中所描述的容积阀的另一个实施例，在该实施例中计量调节轴被加热件所代替。

                   具体实施方式

参考图1和图2，恒定容积阀和计量室通常用10标记。在以下说明中，词“上”和“下”是认为组件是取附图所示的取向。但是，可以期待，正如本专业的技术人员所知道的那样，本容积阀可用于各种不同的境况。本容积阀10在气动或燃烧动力工具(未画出)中特别有用。容积阀10有一个阀壳体12，在阀壳体12中待计量的流体在压力下注入。容积阀10为工具的燃烧室(未画出)提供固定量的燃料。另外还可期待，本容积阀10也可以对气动工具计量压缩空气，该压缩空气膨胀以提供动力。本容积阀10可用于得益于均匀且稳定的压力流体的任何工具或装置。

容积阀10的壳体12包括至少两个弹簧偏置阀，即一个第一弹簧偏置阀16和一个第二弹簧偏置阀18，它们分别控制流到计量室24的入口20和出口22的流体流量。计量室24由壳体12界定，并且除入口20和出口22之外还可选择有一个或多个口，下面将讨论这方面的内容。无论是计量室24的形状还是入口20或出口22的位置都不是特别重要的。但是，最好把入口20和出口22安置在计量室24直径的相反端。在这种结构中，弹簧偏置阀16、18最好大体上共轴线，从而缩小空间。在该优选实施例中，流体流通过计量室24从入口20流到出口22，通常平行于弹簧偏置阀16、18的轴线。

计量室24可以是能够为流体测量提供恒定容积空间的任何类型的室，也就是说，收集在计量室中的流体体积等于从计量室放出的流体体积。流体被密封在计量室24中时，压力保持不变。计量室24可以是一个分离的容器也可以只是壳体12中的一个腔24。壳体12一般也用于支承该推进系统的其它零部件，例如压力流体筒28(示于图1中)和弹簧偏置阀16、18。最好计量室24相对壳体12是固定不动的。

虽然计量室24的容积最好是固定不变的，但是可以有选择地通过例如安置一个可移动的壁或使阀向另一个室(示画出)打开使其成为可调的。不过它用于计量的可用性取决于在有目的地改变某设置、阀或调节之前室24保持恒定容积的能力。

弹簧偏置阀16、18的每一个都分别包括一个优选锥座30、32，一个杆34、36和一个弹簧38、40。虽然讨论是通过第一弹簧偏置阀16进行的，但是应该明白，下面的讨论中也适用于第二弹簧偏置阀18的相应部分。座30的尺寸和形状构造成，当弹簧偏置阀16处在关闭位置时座30与计量室24的入口20密封啮合。座30在打开和关闭位置之间的移动由杆34控制。虽然弹簧38是偏置该阀的一个经济方法，但是也可以考虑用其它偏置装置。弹簧38用于使阀16向位置偏置。每个弹簧38、40分别有一个制动端42、44和一个可移动端46、48。可移动端46向座30施加一个力，由于弹簧40推向制动端42的力而使座30在计量室24的方向上移动。虽然制动端42可以直接制动于壳体12，但是制动端最好位于下面将详细说明的隔段内。

流体在压力下供给壳体12。一般希望工具是便携式的，而且在这种情况下流体从装在工具内或联接在工具上的压力容器28中输送出去。当工具用在有大量压力流体供给源的工厂或其它地方时流体最好通过一根软管或类似件(未画出)提供给工具。本发明的容积阀10可用于这些情况的任一个，并且期待可用于任何装置中。由于温度和压力影响任何流体的密度，所以这些因素应该尽量保护不变，以使所供给的流体量的变化降至最小。

流体在进入容积阀10之前最好通过一个过滤器50(图2)，以使不希望的污染物降至最低。过滤器50最好设置在螺纹接管51的一端，而螺纹接管51与容器28配合和密封地啮合。流体在通过过滤器50之后进入上通道52。上通道52从压力流体供给源，如压力容器28导至计量室24的入口20。为了得到最一致的流体量，上通道52最好足够宽，以在关闭第一弹簧偏置阀16之前始终如一地得到供给源的压力。

在某些情况下，为了积累压力流体，希望提供一个上室54。例如，在流体流速低的情况下流体积累在上室54中，因而当入口20被打开时提供一个进入计量室24的猝发流体流。由计量室24放出的流体流入下室56。计量是通过由致动器组件60开、关第一和第二弹簧偏置阀16、18来完成的。致动器组件60可以是任何机构，该机构能够使第一和第二弹簧偏置阀16、18以特定的顺序开、关，以准许在计量室24测量流体。虽然机械链合是致动器组件60的优选形式，但用计算机控制一个或一个以上凸轮则是另一个可采纳的例子。

在该优选实施例中，致动器组件60包括一个带有一个上臂62和一个下臂64的C字形致动臂，上臂62与第一弹簧偏置阀16的杆34联接，下臂64与第二弹簧偏置阀18的杆36联接。上臂62和下臂64通过一个控制臂66(图1)互相联接。控制臂66中的槽口67通过枢轴联杆臂68啮合，而枢轴联杆臂68可旋转地啮合于壳体12的点68a上。联杆臂68和槽口67之间的特定啮合是通过舌形片69完成的。控制联杆臂68通过鼻状阀链合件(未画出)的移动来工作。鼻状链合件的构造和工作在Nikolich专利中已公开，在此引用作为参考。

本致动器组件60的一个重要特点是，在控制臂62、64、66的运动与上弹簧偏置阀16和下弹簧偏置阀18对它们的致动之间产生一个延迟，使得在计量室24中瞬间保持了恒定体积的压力流体。这一延迟部分地由松开舌形片69和槽口67之间的配合啮合而产生。在该优选实施例中，舌形片69设有一个相对槽口67减小的区域，使得控制联杆臂68能够在不引起控制臂62、64、66运动的情况下沿其弧形行进路线稍微动一点。舌形片69和槽口67之间啮合的松开或“错开(sloppiness)”可随应用而改变，就像配合啮合的具体构造可随应用而改变一样，包括在臂上有槽口，和在控制臂66上有舌形片。

致动器组件60使第一和第二弹簧偏置阀16、18以第一阀顺序或第二阀顺序运动，这取决于哪一个阀是被打开的哪一个阀是被关闭的。在燃烧动力工具的情况下阀顺序是根据燃烧循环决定的或者根据气动工具的冲击循环决定。

现在转到图3A-3C，说明阀顺序。第一阀顺序的开始被限定在工具的两次使用之间。在这个位置，给工具供应动力并准备使用，但尚未与待驱入紧固件的工件相接触。这时致动器组件60处在图3A所描述的第一位置，臂62距壳体12的一个相对壁距离最大。这时第一弹簧偏置阀16处在打开的位置，而第二弹簧偏置阀18则处在关闭的位置。因此计量室24由于通道52与容器28互通而充注燃料或流体。

在第一阀顺序期间，第一弹簧偏置阀16由打开的位置移至关闭的位置，而第二弹簧偏置阀是打开的，但在第一阀完全关闭之前第二阀不打开。第一阀顺序一般由一些激励装置激励，准备工具点火。为了得到驱动紧固件的动力，被计量的流体流入其位，以供应动力，即燃料被移入燃烧室或空气被移入膨胀容器。该顺序最好由任何一种预备机构，如工具与工件的接触，开始挤压触发机构等来启动。如果使用燃烧动力的构造工具(framing tool)，那么最好当工件的接触件与工件接触时燃烧室点火，使燃料能够通过下室56从计量室24流入燃烧室通道70，并最终流至燃烧室(未画出)。在该所述优选实施例中，该顺序是由工具与工件的接触启动的，它使枢轴联杆臂68开始沿箭头A(图1)表示的弧形路线行进。

重要的是应该指出，计量室24仅用作流体的测量，并且流体被密封在该室中时不发生任何物理或化学变化。为了提供恒定的动力，对于每个循环最好以相同的体积，相同的温度和相同的压力输送流体。当流体发生化学或物理作用时不能精确地测量，因此最好是，当流体从计量室24释放出来时与进入计量室时有相同的化学组成。

现在参考图3A，它相应于所示优选实施例的第一位置，在该位置，流体自由地进入计量室24。当枢轴联杆臂68沿箭头A(图1)确定的弧线运动时，舌形片67沿弧的相反方向运动。这样，由上臂62施加在第一杆34的上前方压力被释放，因此允许弹簧38把第一阀16的第一座30偏置为与计量室24的入口20相啮合。

这时，弹簧偏置阀16、18都被关闭，因而阻止了流体从流体供给容器28流入和流出计量室24。该位置在图3B中画出，并相应于致动器组件60的第二位置。计量室24的入口20和出口22都关闭，因而把流体密封在计量室24内，从而在该室内提供了待测的流体体积。

松开上述舌形片69和槽67之间的配合啮合造成第二阀18打开的暂时延迟，这时枢轴联杆臂68继续沿箭头A(图1)确定的弧形路线行进。由于松开了啮合，当枢轴联杆臂68运动时，打开第一阀16的上偏置的松开时间有一个延迟，因而控制臂66还没有运动到使第二阀18充分打开。这个延迟确保在计量室24中的燃料体积保持不变，并且不希望的附加量不能进入该室，或不能发生由出口22进入下室的过早泄漏。

致动器组件60的第三位置被表示在图3C中。在第一阀16已经完全关闭和第二弹簧偏置阀18被打开之后达到该位置。在该位置，流体从计量室24中释放出来。在该优选实施例中，当致动臂60连续地从第一位置通过第二位置到达第三位置时就完成了第一阀顺序。

在工具12点火之后，第二阀顺序被启动，在该顺序中，工具从工件中的撤出引起枢轴联杆臂68使致动器组件60从第三位置通过第二位置移至第一位置。这一顺序使计量室24的出口22与流动的下游切断，并再次打开入口20，以使流体再一次流入计量室24。在工具12点火之后但第一阀顺序开始之前任何激励都可用于启动该顺序。

第二阀顺序通过与第一阀顺序步骤相同但次序相反的步骤使第一和第二弹簧偏置阀运动。从图3C表示的致动器组件60的第三位置开始，第二弹簧偏置阀18与出口22松开，以防流体从计量室24中流出。在第二阀18完全关闭之后得到致动器组件60的第二位置，正如图3B所表示的那样。这时，两个阀16、18都被关闭，以防流体回流，因而计量室24中只装有剩余量的流体。最后，第一弹簧偏置阀16与入口20松开，使流体自由地从流体供给源28流入计量室24，但防止流体通过计量室24的入口20和出口22自由地从加压流体源28流至燃烧室通道70。

在该优选实施例中，这种工作过程或者说阀顺序是通过联杆臂68的枢轴作用来控制的，联杆臂68使致动器组件60由上臂62距壳体12(图3A)最远的位置移至下臂64距壳体12最远的位置(图3C)。在该优选取实施例中，除了松开槽口67和舌形片69之间配合啮合之外致动器组件60还包括一个延迟机构，该机构工作在关闭阀16、18中之一和关闭18、16中的另一个阀之间。诸如电延迟，机械延迟机构的电子学方法等任何类型的延迟机构都是适用的。在最优选的机械延迟机构中，致动器组件60被可滑动地联接于杆34、36中的每一个。第一杆34有一个固定到杆34上的第一打开机构71，如“C”形夹，并且第二杆36有一个第二打开机构72。打开机构71、72在杆34、36上的间距优选地用于在关闭阀16、18中之一和打开阀18、16中的另一个之间产生一个延迟。

在该优选延迟机构中，致动器组件60的控制臂66比装有容积阀的壳体26更长。超过的长度足以使上臂62和下臂64把壳体12夹在它们之间，而且在壳体和致动臂62、64之间有富余的空间。响应于触发阀顺序的触发，控制臂66上、下运动(方向是相对于工具而言，如图3所示取向)。

现在参考图3A，当致动器组件60通过第一阀顺序移动时，上臂62开始与第一打开机构71接触。当控制臂66向下移动时，第一弹簧38的松开或者说膨胀使得在第一座30与计量室入口20接触之前，第一打开机构71一直保持抵住上臂62，因而关闭第一弹簧偏置阀。一旦控制臂66移动到足以使上臂62与第一打开机构71(如图3B所示)松开，第一弹簧38就把阀16偏置到关闭的位置。在控制臂66从第一位置(图3A)移动到第二位置(图3B)的过程中，下臂64沿第二杆36滑动，部分但不是完全地对第二弹簧40减压。之后，在控制臂66从第二位置(图3B)移动到第三位置(图3C)的过程中，下臂沿第二杆36滑动，并最终与第二打开机构72接触，因而压缩第二弹簧40，并打开第二弹簧偏置阀18。第二阀顺序类似地反转上述步骤，在关闭第二弹簧偏置阀18和打开第一弹簧阀16之间引入一个延迟。

在适合于防止流体流入容积阀10，计量室24和壳体12外面的地方采用密封圈。密封圈的准确数目、形状和安置取决于具体应用的容积阀10的确切构造。在所示的该优选实施例中，选择可移动的嵌入件74，用于当杆通过壳体26并与致动器组件60接触时包围住每个弹簧偏置阀16、18的杆34、36。O-圈76、密封垫或类似件优选地用于防止可移动嵌入件74和壳体12或杆34、36之间的泄漏。在某些应用中，最好使弹簧38、40的长度超过上室54或下室56的尺寸。如果需要的话，可移动嵌入件74包括一个中空隔段78，其尺寸和形状做成能装下弹簧38、40的部分长度，并能装下制动端42。当安装替换件时可移动嵌入件74也为够到弹簧偏置阀16、18及其零部件提供方便。

现在参考图4，最好本容积阀10装配这样一个机构，该机构方便于燃料通过出口22从计量室24的流出或排出，并最终进入通道70，导入燃烧室。如上所述，已经发现，当这种类型的燃烧动力工具在低温，如0℃以下工作时，燃料的压力下降，因而使燃料流入燃烧室更加困难。谈到这一问题，本容积阀10优选地装一个固定到阀18上的盘80，特别是装在被设置在计量室24中的杆36的那一端。当阀18关闭时，盘80最好靠近入口20。为此目的，把盘80固定到一个柱件82上，柱件82又固定到锥形座32上。在该优选实施例中，盘80用黄铜或有相当刚度和热阻的材料制成，而柱件82则是由橡胶、有类似弹性的聚合物或弹性材料制成的，但是，可以期待用其它材料。盘80最好通过柱件82上的凸块84和盘中的轴心孔86之间的摩擦配合啮合而摩擦地配合到柱件82上。不过也可以期待把盘80紧固到柱件82上的其它方法，包括但不限于超声焊接、内嵌制模(insertmolding)、粘接或其它机械紧固件。盘80的尺寸做成使其直径接近但小于计量室24的直径。

在工作中，当阀18被打开时，就像结合附图3C的以上叙述，盘80随着座32从靠近计量室24的入口20的静止位置(在图4中看得最清楚)移动到靠近出口22的位置。这一移动将把所有剩余的燃料通过出口22推出计量室24，并最终进入通道70，导入燃烧室。这样，燃料通过机械的方法被移出计量室24。但是，由于燃料压力低的问题与温度有关，所以另一个解决方案是提供一个辅助排料通道88，在工具的工作过程中，使从燃烧室出来的热的排出料对计量室进行加热。相当的装置是设置一个由电阻或其它装置供给能量的电加热元件，使计量室24内维持一个满意的温度，以维持燃料的压力。

现在参考图5来更详细地说明容积阀10和燃料容器28之间的联接。重要的是，在容积阀10和燃料容器28之间建立密封关系，以防燃料的损失和避免不希望的燃烧。燃料容器筒28设有一个内套筒90，套筒90为装在筒内的压力燃料确定一个出口，正如本领域内所知。正如本领域内所熟知和在5115944号美国专利所例证的那样，在此引证此专利作为参考，套筒90被固定到一个端盖92上，并被端盖92所包围，端盖92把容器28的端部包围住，并在上面形成一个滚制接缝(rolled seam)94。

接头96与端盖92摩擦啮合，并包围因而保护凸出来的套筒90。一个轴向通道98由接头96确定，并接纳套筒90。在该优选实施例中，接头还包括一个易破的端膜100，端膜100档住通道98，并提供一个容器28是否已被用过的目视指示。膜100被做成这样，一旦与短接管51配合啮合就被戳破。因此通道98的尺寸被做成能接纳短接管51。

由于同样的原因，短接管51最好为大致圆筒的形状，并且直径或横截面的尺寸被做成能滑动地且配合地与通道98啮合，长度的尺寸做成能与套筒90的一端102啮合，以实现容器28和容积阀10之间的流体互通。在该优选实施例中，短接管51是圆筒形的，但是，可以根据应用考虑其它非圆形横截面的形状，包括椭圆形、方形、长方形和多边形的形状。

在该优选实施例中，短接管51和套筒90被构造成这样，一旦达到图5所描述的运转啮合就得到了密封关系。为了防止不希望的燃料损失而设计的这种关系可通过套筒90的端102和短接管51的端104之间的摩擦接触来实现。但最好给短接管51和套筒90中的至少一个提供某种类型的密封结构。在该优选实施例中，密封结构是为短接管51提供的弹性O-圈106。但是，可考虑已知类型的其它密封结构，包括但不限于环形密封圈，模制密封圈以及平的垫圈。

另外，本短接管端104确定了一个室108，该室用于接收或俘获如O-圈106那样的弹性密封件。更具体地说，端104是锥形的或者说倒角的，它既用于保持O-圈106也方便于把短接管51插入接头通道98。锥形的端106更容易戳穿膜100，特别是当短接管51是由金属如黄铜制造的时候更是这样，黄铜是优选的，但可以期待用其它有适当刚度和耐久的材料。

为了进一步改善啮合的短接管51和套筒90之间的密封关系，套筒端102被构造成能配合地啮合或能接纳O-圈106。因此，端102最好设有一个环形槽110。自然可以期待用不同的方法把O-圈106或其它弹性密封件安装到套筒90上，或用粘接剂把密封件粘到短接管端104的槽(未画出)中或用其它已知类型的O-圈安置技术。

可以预期，根据应用，如果由于任何原因需要使流体与容器28相通，那么可以提供设置在与端104相对端的短接管51形式的联接器，如所希望的那样，它与流体容器或流体储存器流体相通。

在使用中容器28被插入燃烧工具中，使短接管51配合地与接头96啮合。

容器28被压在短接管51上，把膜100戳破，并使短接管端104进入通道98直到与套筒端102相接触。如上所述，当优选地获得密封关系时，可以预期用其它锁定装置把容器28固定在其位置上。

因此，该领域的技术人员会明白，本容积阀及计量转换装置(metering changer)为动力紧固工具供给恒定体积流体提供了一个简单的方法。两个弹簧偏置阀16、18控制恒定容积计量室24的入口和出口，使得无论流体流速的起伏如何都能测量恒定量的流体。致动器组件60操纵阀16、18的开与关，从压力源28接收流体，并在流体向下游流到燃烧室或膨胀室之前计量流体。这样安排阀16、18可使密封件的磨损减至最小，因而减少维修。

现在参考图6，本容积阀的另一个实施例一般用120标记。容积阀10和120的共同零部件用相同的号码标记。容积阀10和120的主要区别是，阀组件120包括一个改变燃料计量室24容积的机构，使得用户可以有选择地调节被该阀组件输送到工具燃烧室的燃料体积。当在高海拔或者说高高度使用工具时，这种可调性是特别有益的，在较高海拔、空气稀薄，因而为了高效的燃烧需要较少的燃料。

在该优选实施例中，用于改变燃料计量室容积的机构是一个配量活柱122，它是一个其方位被定为能使其相对计量室24做直线往复运动的细长件。活柱最好沿一个纵向轴线做往复运动，该轴线通常垂直于阀16、18确定的轴线。

活柱122被期待为有能经得住燃烧工具工作环境考验的任何构型，并占据本由燃料占据的计量室的空间。在该优选实施例中，活柱122是个细长的金属轴或者说杆，它有一个阀端124和一个调节端126。如上所述，阀端124被做成通过占据在工具的每个点火循环之前被燃料占据的空间来减小计量室24的容积。如这里所述，阀端124通常为平端头的圆柱形状。但是，可以期待该端头有与计量室24的壁128互补的形状。

与阀端124相反，调节端126被构造成能用于有选择的操纵，在这里是绕轴线转动，在该优选实施例中转动是通过一个改锥槽130完成的。任何常规形状的改锥槽都被认为是合适的，包括但不限于一字形槽口，十字形槽口，Tor-x槽口等，以及用方孔螺钉头用板手的六角形槽口或常规槽口。在只允许有一定资格的服务人员调节该工具的应用中可考虑使用用户制做的调节机构。

在阀端124和调节端126之间，活柱最好设有螺纹，使得阀端124进、出计量室24的往复运动可得到确定的控制。能达到此目的的任何等效结构都可以被期待。另外，活柱122被设置得足够长，使得调节可在阀壳体12的外面进行。

套筒132被构造成可起作用的关系安装到阀壳体12上，并可来回调节活柱122。更具体地说，套筒132包围并支承活柱122，并被固定到壳体12上，最好被压配到孔134中。孔134与计量室124相通。也可考虑把套筒132固定到壳体12上的其它方法，包括焊接，化学粘接及其类似等。套筒132设有一个轴向中心通孔136，它与计量室24相通，尺寸被做成能接纳活柱122。为了充分地支承活柱122，套筒132有足够的长度，它通常垂直地伸到壳体122中。但是，活柱122最好比套筒132长。套筒132的外端138最好做有螺纹，以与活柱122的螺纹140啮合。为了适于应用可改变活柱122和套筒132的制有螺纹部分的具体位置。

由于孔134及通孔136与计量室24流体相通，所以重要的是，它们是密封的，以防不希望的燃料泄漏。因此，套筒132最好设有O-圈形成的密封圈142，密封圈142位于有适当尺寸的O-圈槽144中。根据应用，槽144位于套筒132上或孔134中。此外，活柱密封圈146最好也是个O-圈，它密封通孔136并被设置在槽148中，槽148在通孔136或活柱122中。

为了使阀16、18的工作不受影响，最好活柱122被设置在计量室里的一个偏斜位置上。换句话说，活柱122的纵向轴线偏离垂直平面，该平面在活柱往复运动的方向上二等分计量室24。具体地说，现在参考图6，活柱122位于阀16、18运动轴线的后面。

现在参考图7，本系统120的另一个特点是，活柱122或套筒132被加热，使得工具能在较低温度(0℃以下)使用，如上所述，这时燃料的压力降低。加热可通过电学的方法连接由工具的电池(未画出)供电的带电引线(live leads)150来提供。

另外，用固定加热线152代替活柱122也能提供加热。加热件152可通过摩擦配合在套筒132中做往复运动，也可期待加热件152是连接到电池上的，正如本领域所熟知的那样。关于辅助排料通道88(图4)，如上面所描述，附加加热可由燃烧室提供。

虽然已阐述了恒定容积阀组件和计量室的具体实施例，但本专业的技术人员会理解，在不离开本发明范围及后附权利要求书范围的情况下可对它们做一些改变和修正。

Claims (9)

1.一种用于燃烧动力工具的恒定容积阀，与在燃烧动力工具中装有流体的压力流体供给源一起使用，所述容积阀包括：

一个确定计量室的壳体，计量室有多个口，其中包括一个入口和一个出口；

一个被设置在所述壳体内的第一弹簧偏置阀，用来控制流体通过所述入口的流量；

一个被设置在所述壳体内的第二弹簧偏置阀，用来控制流体通过出口的流量；

一个致动器组件，该组件与所述第一和第二弹簧偏置阀相联接，并顺序地从第一位置运行到第二位置和第三位置，在第一位置第一弹簧偏置阀是打开的，第二弹簧偏置阀是关闭的，在第二位置第一和第二弹簧偏置阀都是关闭的，在第三位置第一弹簧偏置阀是关闭的而第二弹簧偏置阀则是打开的；或从第三位置运行到第二位置，再到第一位置，在第三位置，第一弹簧偏置阀是关闭的，第二弹簧偏置阀是打开的，在第二位置，第一和第二弹簧偏置阀都是关闭的，在第一位置，第一弹簧偏置阀是打开的而第二弹簧偏置阀则是关闭的，这样，在第三位置，在一定体积的流体从计量室流出以提供恒定体积的流体之后，计量室被密封以防在第二位置流体的回流，并且在第一位置计量室为致动器从第三位置到第一位置的顺序移动再一次充以一定体积的流体；

所述容积阀构造和安置如下：在第一位置，从所述入口进入所述室的一定体积的流体被收集在计量室中，在第二位置，流体被密封在计量室中，在第三位置，流体从计量室放出，以所述致动器从第一位置到第三位置的每个顺序运动提供恒定体积的流体。

2.如权利要求1所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，所述计量室被构造和安置成使收集的流体体积等于从计量室流出的流体体积。

3.如权利要求1所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，所述计量室设有一个装置，该装置方便于流体从所述室的排出。

4.如权利要求1所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，还包括一个延迟机构，该机构被构造成在关闭所述第一和第二弹簧偏置阀中之一和打开所述第一和第二弹簧偏置阀中的另一个之间产生一个延迟。

5.如权利要求4所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，所述第一和第二弹簧偏置阀中的每一个都包括一个偏置杆，并且所述致动器组件与所述壳体和一个打开机构之间的每个所述杆可滑动地联接，所述打开机构被这样安置在所述杆上，使得由于致动器组件在弹簧偏置阀中之一的打开机构和弹簧偏置阀中的另一个的打开机构之间的滑移而造成延迟。

6.如权利要求5所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，所述致动器组件包括一个控制臂，该控制臂被构造成能用于致动第一和第二弹簧偏置阀，该致动器组件还包括一个枢轴联杆臂，该臂被构造成与控制臂啮合以产生致动作用，所述两个臂都构造成有一个用于产生所述延迟的松开配合啮合状态。

7.如权利要求1所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，还包括调节所述计量室内部容积的机构。

8.如权利要求7所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，所述调节机构还包括一个配量活柱，该配量活柱是一个其方位被定为能使其相对计量室做直线往复运动的细长件。

9.如权利要求1所述的用于燃烧动力工具的恒定容积阀，其特征在于，还包括一个加热器，该加热器以可起作用的联系提供给所述壳体，用于加热计量室。

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