CN1239204A - 无泵微流量控制液体供给的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种由供给喷嘴(dispensing nozzle)供给微量液体的供给系统和方法，该喷嘴带有内部液体供给开口，以及在该开口外侧与其同轴的空气供给开口，用压缩空气将液体从密封液体储藏箱中供应给供给喷嘴，同时向供给喷嘴提供压缩空气。通过一个液体流量控制阀可调节地控制供给喷嘴的液体供给，同时通过空气流量控制阀可调节地控制供给喷嘴的压缩空气供给，从而由供给喷嘴精确、连续地供给微量的液体，且喷覆均匀(deposited uniformly)。

Description

无泵微流量控制液体供给的系统和方法

本发明涉及一种液体供给系统及其方法，具体地讲，涉及从供给喷嘴中精确地供给润滑液的系统和方法。

从供给喷嘴精确地供给微量的润滑液的液体供给系统已广为人知和被广泛使用，例如，在机械加工中用于润滑和冷却。典型的润滑液供给速率接近每8小时一盎司，其多少视润滑液的特点和应用的需要而定。适合于机械加工的润滑液包括，出自ITW液体产品集团(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)ACCU-LUBE系列的润滑剂产品。

1982年8月24日授权的美国专利第4,345,668号，名为“用于工具和工件的极低流量率润滑剂计量装置和方法”，文中所指，例如，揭示了一个液体计量系统，由一个受空气脉冲射流驱动的气压液体喷射泵，从供给喷嘴以同样的间歇脉冲提供润滑剂。尽管美国专利第4,345,668号中，用空气泵提供间歇的润滑剂脉冲是不易控制的，但在众多应用中还是优良的，提供了相对连续的润滑剂，并在工件上喷覆的更均匀。此外，美国专利第4,345,668号的空气脉冲泵，更具体地讲是其中的空气脉冲射流是由一个空气逻辑装置控制的，其占据了实际花费的相当部分。这种由空气泵操纵的液体计量系统是出自ITW液体产品集团(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)的ACCU-LUBE系列产品。

本发明产生于对液体供应系统的改进中，提供精确、微量液体及其方法，并解决现有技术中存在的问题。

本发明的又一个目的是，提供一种新颖、经济的液体供给系统及其方法，用于从供给喷嘴提供微量的液体，例如，机加工中的润滑液。

本发明的另一个目的是，提供一种新颖的、能精确、连续地供给微量液体，而无须空气液体喷射泵，既可实现均匀的供给和喷覆(deposited)液体的系统及其方法。

本发明进一步的发明目的是，提供一种新颖的液体供给系统及其方法，可调节地控制空气和微量液体，并且在中断空气和液体的供给时，不会干扰已经进行的调节。

本发明更具体的发明目的是，提供了一种新颖的供给微量液体的系统和方法，例如，从一个带有内部液体供给开口和与其同轴的外部空气供给开口的供给喷嘴中供给微量液体，其通常包括，用压缩空气从密封的液体储藏箱，向供给喷嘴提供液体；向供给喷嘴供应压缩空气；通过液体流量控制阀可调节地控制供给喷嘴的液体供给；通过空气流量控制阀可调节地控制供给喷嘴的空气供给；从而实现了精确、连续地从供给喷嘴供应微量的液体，并且喷覆(deposited)均匀。

本发明另一个具体的发明目的是，提供了一种新颖的供给微量润滑液体的系统和方法，包括，通过夹紧和放松液体及空气供应管线，精确地控制从供给喷嘴中供给的润滑液和空气。

本发明的这些和其它的目的，其各个方面和优点将在结合以下对本发明的详细描述和参照附图进行考虑后变得更为清楚，为了易于理解，这些描述可能不是均匀的，其中相应结构和步骤都给予相应的标号和标示。

图1是用于从供给喷嘴供应微量润滑液的液体供给系统的示意图；

图2a是本发明系统中可调节的控制阀在相对开启状态的局部剖面图；

图2b是本发明系统中可调节的控制阀在相对关闭状态的局部剖面图；

图3a是本发明系统中开/关控制阀在开启状态的局部剖面图；

图3b是本发明系统中开/关控制阀在关闭状态的局部剖面图。

图1是一个无泵液体供给系统10，用于供给微量的润滑液，例如，在机加工中，从一个供给喷嘴20提供润滑剂。系统10通常包括，密封液体储藏箱30，其带有空气入口32和液体出口34。该液体储藏箱30中灌注部分液体，为此最好还包括一个与其密封连接的、可拆卸的盖板或盖36，例如常用的通过螺栓以及通过O型密封圈部件(图中未示出但一般都知道)进行密封连接。液体过滤器38最好置于紧贴液体出口34处，用于过滤其中的供给液体。

第一压缩空气供应管线2，与液体储藏箱30上的空气入口32相连，用于向其供给压缩空气，以从其液体出口34供应液体。更具体地说，压缩空气被送入在液体储藏箱30内的可压缩的空气腔31中，以从液体储藏箱30连续地向供给喷嘴20供给液体。第一压力调节器40位于第一压力供应管线2的沿线，以第一压力调节向液体储藏箱30供给的压缩空气。在举例性的实施方案中，第一调节器40是不可调的、定压调节器，在一个适用于润滑操作的实施例中，第一压力近似5psi。为了安全，最好在密封液体储藏箱30上设置压力释放阀37，用于释放其中由于积累而可能导致的超压。

图1示出了第二压缩空气供应管线3与供给喷嘴20相连，用于向其提供压缩空气，第二压力调节器50位于第二压缩空气供应管线3的沿线，以第二压力调节向供给喷嘴20供给的压缩空气。在举例性的实施方案中，第二压缩空气供应管线3与第一压缩空气供应管线2通过一个T型连通器11相连，并且在该实施例中，第二压力大于第一压力。

图1示出了液体分配供应管线4(fluid dispensing supplyline)，它与液体储藏箱30的液体出口34，以及供给喷嘴20相连，用于向供给喷嘴20提供液体。供给喷嘴20带有液体入口22，该入口22与喷嘴内部的液体供给开口24相连，空气入口26与外部的压缩空气供给开口28相连，该开口28与液体供给开口24基本同轴。如通常所知，从液体内部供给开口24流出的液体，受到与其大约同轴、从外部空气供给开口28喷出的气流的控制。举例性的供给喷嘴20带有多个柔性连接的联锁组件29(interlocking components 29)，提供了一个可调节的分配器，如公知的ITW液体产品集团(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)生产的商用LOC-LINE喷嘴。也可以用其他与举例性的供给喷嘴20等效的液体供给喷嘴代替。

图1示出了，液体流量控制阀60与液体供应管线4相连接，用于可调节地控制从供给喷嘴20供应的液体；空气流量控制阀70与第二压缩空气供应管线3连接，用于可调节地控制向供给喷嘴20供应的压缩空气，这样，供给喷嘴20可以喷出微量润滑液。图1还示出了常规的液体和气体转换开关阀80与空气和液体供应管线3、4连接，以此可以打开和关闭空气和液体的供给，而不影响流量控制阀60、70的调节。

通常，通过调节在液体供应管线4上的位于第一活动部件和第一固定部件之间的液体流量控制阀60的松紧，可以精确地控制从供给喷嘴20供应的液体。通过调节在空气供应管线3上的位于第二活动部件和第二固定部件之间的空气流量控制阀70的松紧，可以精确地控制向供给喷嘴20供应的压缩空气。

空气和液体供应管线3和4最好是柔性管件，其中一个举例性的适用于机加工润滑的实施方案中，管件的肖式硬度值(Shorehardness rating)近似于40到60之间，但是该硬度范围可以高于或低于此值，这取决于实际的需要。该管件典型的出口直径为1/2或1/8英寸，其大小仍视实际需要而定。

图2a和2b，更详细地示出了一个举例性的流量控制阀100，适用于可调节地控制图1所示液体供应系统10中的液体及空气的流量。流量控制阀100包括，活动部件110，其相对于固定部件120可调节地活动连接在一起，固定部件可以是，例如，阀体的一个面。活动部件110与固定部件120通过一个螺纹轴130连接，该螺纹轴穿过活动部件110并螺纹连接。螺纹轴130同样穿过固定部件120上的开口125，但不与其螺纹连接，使之能自由旋转穿过其中。图2a和2b示出了，当螺纹轴130旋转时，可使活动部件110朝向或背离固定部件120的方向运动，从而调节对其间的管件140的夹持作用，进而可调节地控制流过其中的液体或气体的流量。

螺纹轴130包括一个肩部132，支撑于固定部件120的外侧面122。管件140的弹性使活动部件110背离固定部件120，还可以通过置于活动部件110与固定部件120之间的压缩螺簧137增强这一效果。一个或多个导向销钉124从固定部件120上延伸并进入在活动部件110上相对应的孔114中，以防止当螺纹轴130旋转时，活动部件110随之转动。螺纹轴130最好选用带有相对精密螺纹的螺栓，例如，近似每英寸20至60个螺纹，以便提供精确的调节。

在举例性的实施方案中，螺纹轴130包括一个与其肩部132相邻，并在该肩部外侧的旋钮134，可有助于螺纹轴130的旋转。固定部件120的肩部132与其外侧面122之间可以放置垫圈来减小它们之间的摩擦磨损。螺纹轴130的另一端最好包括一个锁定螺母或其他锁紧部件136，以防止活动部件110被错误的分离或解体。第二螺簧138可置于锁定螺母与活动部件110外表面112之间，以在旋转螺纹轴时，增加其上的摩擦力或阻力。

图2a和2b同样示出了，管件140，其位于活动部件110上的槽中，该槽由活动部件110与固定部件120之间构成，该槽还可以置于活动部件110与固定部件120中的一例或两侧，该槽固定并锁紧管件140，同时防止其在夹紧时受压过大，导致意外发生。在举例性的实施方案中，该槽包括第一和第二槽座115、116，它们通常位于螺纹轴130的两侧，用以在该处部分地环绕管件，用来平衡活动部件110上的压力。提供多个可容纳管件的槽座，还可以增加对管件140可压缩的长度，从而改善对流量控制的灵敏度。图2a还示出了位于第一和第二槽座115和116径向外侧的第一和第二外槽座117和118，当管件140置于外槽座117和118中时(图中简化而未示出)，通常可以盘绕在螺纹轴130的周围，借此可以进一步使管件140的可压缩长度加长。

图3a、3b示出了举例性的液体和空气开/关阀80与空气和液体供应管线3、4的连接，从而可以开启和关闭空气和液体的供给，而无须影响对流量控制阀60、70的调节。阀80通常包括，活动部件160，它相对活动地连接在固定部件170上。该活动部件160通过一个轴190固定连接在固定部件170上，轴190分别穿过活动部件160和固定部件170上的孔162、172，而不是通过螺纹与其连接。

在该实施例中，轴190带有一个凸轮表面192，该表面与活动部件160上与之对应的凸轮表面164相配合。旋转轴190，即通过凸轮表面192与164间的配合，使活动部件160朝向或背离固定部件170运动，进而夹持或释放在活动部件160和固定部件170之间的液体和空气供应管线，以关闭或开启空气和液体供应管线3、4。

如图2a所示，液体和空气供应管线3、4的弹性使活动部件160趋于偏离固定部件170，如前所述，还可通过置于它们之间的压缩螺簧增强这一作用。一个或多个导向销钉从固定部件170上延伸并进入活动部件160上相对应的孔中，以防止活动部件160在轴190旋转时随之旋转，如同上面对此曾作过的相同的论述。液体和空气供应管线3、4最好置于槽166和168中，该槽166和168设置在活动部件160和固定部件170中的一侧或两侧上，用于固定并加紧其间的供应管线3、4，同时防止管线3、4在上述加紧过程中受压过大。

前述对本发明的描述，使得本领域的普通技术人员能够制造和使用被认为是当前最好的技术方案；那些本领域的普通技术人员应当明了和认识到，在实际中还存在与本发明典型实施例相应的多种可能的变化或组合、以及等效的实施方案。本发明内容不应限于所述的举例性的实施方案，而应以权利要求书中所定义的范围和精神为准。

Claims (20)

1.一种用于供给微量润滑液的无泵液体供给系统，包括：

密封液体储藏箱，其中装有部分液体，并带有空气入口和液体出口；

第一压缩空气供应管线，与液体储藏箱的空气入口连接，向其提供压缩空气，以从液体储藏箱上的液体出口供应液体；

供给喷嘴；

第二压缩空气供应管线，与供给喷嘴连接，向其供应压缩空气；

空气流量控制阀，与第二压缩空气供应管线相连，用于可调节地控制供给喷嘴压缩空气的供应；

液体供给供应管线，与液体储藏箱的液体出口和供给喷嘴相连，向供给喷嘴提供液体；以及，

液体流量控制阀，与液体供应管线相连，可调节地控制供给喷嘴的液体供给，

从而由供给喷嘴提供微量的润滑液。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括，液体供应管线是柔性流体管件，液体流量控制阀包括第一活动部件，它可调节地与第一固定部件相对活动连接，可调节第一活动部件朝向或背离第一固定部件运动，以夹持或释放液体供应管线。

3.如权利要求2所述的系统，进一步包括，第一活动部件与第一固定部件相连，第一螺纹轴穿过第一固定部件并与第一活动部件螺纹连接，液体供应管线设置于第一和第二液体槽座中，槽座通常设置在第一螺纹轴相对的两侧并位于第一活动部件和第一固定部件之间，旋转第一螺纹轴，可使第一活动部件朝向或背离第一固定部件的方向运动。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括，第二空气供应管线是柔性空气管件，空气流量控制阀包括第二活动部件，它可调节地与第二固定部件相对活动连接，第二活动部件是可调节的，使其可朝向或背离第二固定部件的方向运动，以夹持或释放空气供应管线。

5.如权利要求4所述的系统，进一步包括，第二活动部件，其通过第二螺纹轴与第二固定部件连接，该轴穿过第二固定部件并与第二活动部件螺纹连接，空气供应管线固定于第一和第二空气槽座内，槽座通常设置在第二螺纹轴相对的两侧并位于第二活动部件与第二固定部件之间，旋转第二螺纹轴，可以使第二活动部件朝向或背离第二固定部件的方向运动。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括，空气和液体供应管线是柔性流体管件，第三活动部件与第三固定部件活动连接，空气供应管线固定在空气槽中，并位于第三活动部件和第三固定部件之间，液体供应管线固定于液体槽中，并位于第三活动部件和第三固定部件之间，第三活动部件可以朝向或背离第三固定部件的方向运动，从而关闭或打开空气和液体供应管线。

7.如权利要求1所述的系统，进一步包括，从液体储藏箱的空气入口将压缩空气提供给液体储藏箱中的空气腔，该空气腔随着压缩空气的供给是可压缩的。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包括，液体储藏箱上的压力释放阀，和一个液体过滤器，该过滤器置于紧贴液体储藏箱的液体出口处。

9.如权利要求1所述的系统，进一步包括，第一压力调节器，置于第一压缩空气供应管线沿线，用于调节以第一压力向液体储藏箱供给的压缩空气，第二压力调节器位于第二压缩空气供应管线的沿线，用于调节以第二压力向供给喷嘴供应的压缩空气。

10.如权利要求1所述的系统，进一步包括，第一压力调节器，置于第一压缩空气供应管线沿线，用于调节以第一压力向液体储藏箱供给的压缩空气，第二压力调节器位于第二压缩空气供应管线的沿线，用于调节以大于第一压力的第二压力向供给喷嘴供应的压缩空气，第一压缩空气供应管线与第二压缩空气供应管线相连。

11.如权利要求1所述的系统，进一步包括，供给喷嘴设有一个内部液体供给开口和一个与该开口同轴的外部压缩空气供给开口。

12.一种由无泵液体供应系统提供微量液体的方法，包括：

向液体储藏箱中供给压缩空气，而从该密封的液体储藏箱向供给喷嘴供给液体；

供给压缩空气到供给喷嘴；

通过流量控制阀控制供给喷嘴的液体供应；以及，

空气流量控制阀控制供给喷嘴压缩空气的供应，

从而，使供给喷嘴持续地供应微量的润滑液。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括，通过调节对置于第一活动部件与第一固定部件之间的液体供应管线的夹持和释放，精确地控制从供给喷嘴供给的液体。

14.如权利要求1 3所述的方法，进一步包括，对置于由第一活动部件和第一固定部件之间构成的第一和第二液体槽座中液体供应管线进行可调节的夹持和释放。

15.如权利要求12所述的方法，进一步包括，通过调节对置于第二活动部件与第二固定部件之间的空气供应管线的夹持和释放，精确地控制从供给喷嘴供给的空气。

16.如权利要求1 5所述的方法，进一步包括，对置于由第二活动部件与第二固定部件之间构成的第一和第二空气槽座内的空气供应管线进行可调节的夹持和释放。

17.如权利要求12所述的方法，进一步包括，通过夹持和释放在第三活动部件与第三固定部件之间的液体和气体供应管线，以开启和关闭液体和空气供应管线。

18.如权利要求12所述的方法，进一步包括，供应压缩空气至液体储藏箱中的空气腔，以持续地从液体储藏箱向供给喷嘴提供液体。

19.如权利要求12所述的方法，进一步包括，调节以第一压力向液体储藏箱供给的压缩空气，调节以第二压力向供给喷嘴供给的压缩空气。

20.如权利要求12所述的方法，进一步包括，从供给喷嘴的内部液体开口供给液体，从与供给喷嘴中的内部液体开口同轴的外部空气开口供给空气。

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