CN1485560A

CN1485560A - 高压球阀与阀座

Info

Publication number: CN1485560A
Application number: CNA031563066A
Authority: CN
Inventors: L; 凯文L·亚历克安德; 约翰·安东尼·罗杰斯
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2004-03-31
Also published as: MXPA03007673A; TW200406262A; JP2004089999A; EP1393815A3; EP1393815A2; KR20040019908A; CA2438285A1; US20040040988A1

Abstract

用来分发涂料的系统包括要分发的涂料的源和用来分发涂料的设备。涂料在压力下从源提供至设备。该设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道中的阀座和用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的阀件。在一个实施例中，阀座和阀件的尺寸是这样选定的，即当阀件紧靠阀座时，阀件面向阀座的部分是暴露在受压涂料中的。在另一个实施例中，阀座，阀件的最下游部分，和阀件上的肩部的尺寸是这样选定的，即当最下游部分紧靠阀座时，肩部使最下游部分与压力下的液体隔开。在另一个实施例中，阀座和最下游部分的尺寸是这样选定的，即当最下游部分紧靠阀座时，最下游部分不暴露在受压涂料中。

Description

高压球阀与阀座

技术领域

本发明涉及控制受压流体流量的阀的改进。在本发明中，披露了通过涂料分发设备对阀中涂料流量进行控制的情况。但是，相信还有其他的用途。

背景技术

各种类型的手持涂料分发设备是公知的。例如，有在美国专利：3,169,882；4,002,777；和4,285,446中展示和描述的喷枪。还有型号为REA3，REA4，REA70，REA90，REM和M-90的Ramsburg喷枪，它们都可从地址为320，Phillips Avenue，Toledo，Ohio.43612-1493，U.S.A.的ITW Ramsburg购得.以上列举的项目并不代表已经对现有技术资料进行搜索，也不表示没有比上述列举的更好的产品.也不应作此推断。

很多现在可买到的液压喷雾器在需要雾化的液体处于较高液压，例如，1500p.s.i.g.(约10.34×10⁶N/m²)或更高时，需要相当大的扳机拉力才能打开受扳机控制的阀。现有液压喷雾器产品的扳机拉力对液体压力也是高度敏感的。随着液压的增高，扳机拉力线性增大。如果操作者不可能缓慢开启或关闭阀门，则阀趋向于只工作在全开/全闭模式。

发明内容

依照本发明的第一方面，用于分发来自压力液体源的液体的设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道内的阀座与阀座啮合以关闭该阀和离开阀座以打开该阀的阀件。阀座和阀件的尺寸是这样选定的，即当阀件紧靠阀座时，阀件面向阀座的一部分暴露在压力液体中。

依照本发明的这个方面举例说明，该阀件包括一球形部分。阀件面向阀座的部分包括该球形部分。阀座和球形部分的尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，球形部分面向阀座的部分是暴露在压力液体中的。

依照本发明的这个方面进一步举例说明，该阀件包括在通过设备的液体流动方向上较球形部分距离阀座更上游的一个表面。该表面一般说面向阀座。该表面暴露在压力液体中。

依照本发明的第二方面，用于分发来自压力液体源的液体的设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道内的阀座和与阀座啮合以关闭该阀和离开阀座以打开该阀的阀件。该阀件还包括在液体通过设备的流动方向上毗邻阀件最下游部分并在其上游的肩部。阀座，阀件和肩部的尺寸是这样选择的，即当阀件紧靠阀座时，肩部将阀件的最下游部分与压力液体隔开。

依照本发明的这个方面举例说明，该最下游的部分包括一球形部分。阀座，球形部分和肩部的尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，肩部将球形部分与压力液体隔开。

依照本发明的第三方面，用于分发来自压力液体源的液体的设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道中的阀座和包括用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的最下游部分的阀件。阀座和最下游部分的尺寸是这样选定的，即当最下游部分紧靠阀座时，最下游部分不暴露在液体的压力中。

依照本发明的这个方面举例说明，最下游部分包括一球形部分。阀座和球形部分的尺寸是这样选定的。即当球形部分紧靠阀座时，球形部分不暴露在液体的压力中。

依照本发明的这个方面举例说明，所述通道包括毗邻阀座的肩部。所述本体还包括在液体通过设备的流动方向下游的渐缩段。

依照本发明的第四方面，用于分发涂料的系统包括要发分发的涂料源和用于分发涂料的设备。涂料是在压力下从涂料源提供至所述设备的。该设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道内的阀座和与阀座啮合以关闭该阀和离开阀座以打开该阀的阀件。阀座和阀件的尺寸是这样选定的，即当阀件紧靠阀座时，阀件面向阀座的一部分暴露在受压涂料中。

依照本发明的这个方面举例说明，该阀件还包括在通过设备的液体流动方向上较球形部分距离阀座更上游的一个表面。该表面一般说面向阀座。该表面暴露在压力涂料中。

依照本发明的第五方面，用于分发涂料的系统包括要分发的涂料源和用于分发涂料的设备。涂料是在压力下从涂料源提供至所述设备的。该设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道中的阀座和包括用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的最下游部分的阀件。阀件还包括在液体通过设备流动的方向上毗邻最下游部分并在其上游的肩部。阀座，最下游部分和肩部的尺寸是这样选定的，即当最下游部分紧靠阀座时，肩部将最下游部分与压力液体隔开。

依照本发明的第六方面，用于分发涂料的系统包括要分发的涂料源和用于分发涂料的设备。涂料是在压力下从涂料源提供至所述设备的。该设备包括有一通道贯穿其中的本体。阀包括安排在通道中的阀座和包括用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的最下游部分的阀件。阀座和最下游部分的尺寸是这样选定的，即当最下游部分紧靠阀座时，最下游部分不暴露在受压涂料中。

依照本发明的这个方面举例说明，最下游部分包括一球形部分。阀座和球形部分的尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，球形部分不暴露在受压涂料中。

依照本发明的第四，第五和第六方面举例说明，所述通道包括毗邻阀座的肩部。所述本体还包括在涂料通过设备的流动方向下游的渐缩段。

附图说明

参阅展示本发明的下述说明和附图，可最好地理解本发明。附图中：

图1是可与本发明结合的一种喷雾器的侧视图，带有与图示喷雾器结合的系统的其他部件；

图2是包括一个依照本发明构造的阀的喷雾器的不完全纵向剖面侧视图；

图3是大体上沿图2的剖面线3-3获取的图2的详尽放大正视图；

图4给出大体上沿图3的剖面线4-4获取的图3的详尽放大纵向剖面侧视图；

图5给出图2 4的详尽放大纵向剖面侧视图；

图6给出图2-4的详尽放大纵向剖面侧视图；

图7给出包括一个依照本发明构造的阀的喷雾器的不完全纵向剖面侧视图；

图8是大体上沿图7的剖面线8-8获取的图7的详尽放大正视图；

图9是大体上沿图8的剖面线9-9获取的图8的详尽放大纵向剖面侧视图；

图10给出图7的详尽放大纵向剖面侧视图；

图11给出图7-9的详尽放大纵向剖面侧视图；

图12给出图7-9的详尽放大纵向剖面侧视图；

图13是包括一个依照本发明构造的阀的喷雾器的不完全纵向剖面侧视图；

图14是大体上沿图13的剖面线14-14获取的图13的详尽放大正视图；

图15是大体上沿图14的剖面线15-15获取的图14的详尽放大纵向剖面侧视图；

图16给出图13-15的详尽放大纵向剖面侧视图；

图17给出图13-15的详尽放大纵向剖面侧视图；

图18给出图13的详尽放大纵向剖面侧视图；和

图19是图18的详尽图。

具体实施方式

本发明的阀是用来控制分发，例如，从大约1500p.s.i.g.(约10.34×10⁶N/m²)至大约4000p.s.i.g.(约2.76×10⁷N/m²)压力下的液体的，例如，涂料等。本发明的阀的意图是降低打开阀门和将阀门保持在不全开位置上所需的静态力。参见图1，在典型实施方案中，该阀是设置在一分发设备(以后有时称为“喷枪”)10中的。举例说明，喷枪10是可以从地址为320 phillips Avenue，Toledo，Ohio，43612-1493，U.S.A.，ITW Ransburg购得的Ransburg的通用型REM和M-90喷枪。液体从源11供给至喷枪10的输入口12，并通过喷枪10中的一个通道14(图2，7和13)供给至待分发液体流动路径中的阀的上游廊道16。液体在阀的控制下从廊道16分发至喷枪10的喷嘴，以被雾化和分发。例如，喷枪10操作者所握持的扳手17控制着阀的位置。

图2-6给出了该阀的第一个实施例。喷嘴22的旋入式阀组件20包括有一中央通道26贯穿其中的喷嘴密封阀螺旋体24和用来啮合喷嘴22本体上的互补螺纹30的螺纹28。中央通道26后端32的直径较大，可容纳阀杆36的球形前端34。通道26的后端32包括肩部38，当阀座40从后面插入通道26的较大直径后端32时，阀座40紧靠在其上。阀座40包括在贯穿其间的通道46边缘处稍稍向后扩张的倒角44(图5)。肩部38的前面是喷嘴密封阀螺旋体24的截头锥体形渐缩段50。渐缩段50的前端是另一肩部52。具有与通道26同轴的中央通道的流量限制器53(图4)插入通道26中，紧靠肩部52。肩部52的前面，通道26保持了与喷嘴密封阀螺旋体24的前端56基本相同的固定直径54。倒角44的形状是这样的，即当球34就位时，球34的前面部分暴露在液体压力下。在这个设计中，球34的球形前面57和杆36的后部59都暴露在液体压力下。

在依照本发明的该实施例构造的一个示例性设备中，中央通道26后端32的直径为0.197”(约5mm)。阀座40用，例如，Loctite 7969-03粘胶紧靠肩部38粘结在后端32中。阀杆36的球形前端34的直径为3mm。示例性的阀杆36是ITW Ransburg静电系统零件号为3350-00的阀杆。向后扩张的倒角44与通道26的轴线成45°角，从通道46的直径0.033”(约0.83mm)向外扩大到0.038”(约0.97mm)。截头锥体形渐缩段50大基面的直径为0.098”(约2.49mm)。截头锥体形渐缩段50侧壁与通道26的轴线之间的夹角是15°。渐缩段50小基面，在肩部52处的示例性直径为0.060”(约1.52mm)或0.076”(约1.93mm)。示例性直径54为0.039”(约0.99mm)。流量限制器53的小孔直径在0.0101”(约0.26mm)与0.0221”(约0.56mm)之间。流量限制器53用，例如，Locitite 7969-03粘胶粘合在在通道26中紧贴肩部52。示例性流量限制器53是ITW Ransburg静电系统零件号为76763-01，76763-02，76763-03，76763-04，76763-05，76763-06或76763-07的流量限制器。

阀的第二个实施例示于图7-12中。喷嘴122的旋入式阀组件120包括有中央通道126贯穿于其中的喷嘴密封阀螺旋体124和与喷嘴本体122上的互补螺纹130啮合的螺纹128。中央通道126后端132的直径较大，可容纳阀杆136的球形前端134。通道126的后端132包括肩部138(图9和12)，当阀座140从后面插入通道126的较大直径后端132时，阀座140紧靠在其上。阀座140包括在贯穿其间的通道146边缘处的向后扩张的倒角144。肩部138的前面是喷嘴密封阀螺旋体124的渐缩段150。渐缩段150的前端是另一肩部152。肩部152再往前，通道126保持了与喷嘴密封阀螺旋体124的前端156基本相同的固定直径154。杆136是用球134装配的，球134在杆136本体前端处脱离肩部160(图10)，而阀座140的标准直径实际上等于球134的直径。这使球134的最前面部分实际上可完全坐入阀座锥度144中。在这个设计中，不是球134的球表面，而是阀座140的肩部162和杆136前端的肩部160暴露在液体压力下。

在依照本发明这个实施例构造的一个示例性设备中，中央通道126尾端132的直径为0.197”(约5mm)。阀座140用，例如，Loctite7969-03粘胶粘合在尾端132中，紧靠肩部138。杆136的球形前端134的直径为2mm。向后扩张的倒角144与通道126轴线间的夹角为24°，从通道146的0.060”(约1.52mm)直径向外扩大至0.062”(约1.57mm)的直径。段150的直径是0.060”(约1.52mm)。示例性的直径154为0.033”(约0.83mm)至大约0.038”(约0.97mm)。

阀的第三个实施例示于图13-19中。喷嘴222的旋入式阀组件220包括有一中央通道226贯穿其中的喷嘴密封阀螺旋体224和用来啮合喷嘴222本体上的互补螺纹230的螺纹228。中央通道226后端232的直径较大，可容纳阀杆236的球形前端234(图13和18)。通道226的后端232包括肩部238(图15和17)，当阀座240从后面插入通道226的较大直径后端232时，阀座240(图13，15和16)紧靠在其上。阀座240包括在贯穿其间的通道246边缘处的向后扩张的倒角244(图15和16)。肩部238的前面是喷嘴密封阀螺旋体224的渐缩段250。渐缩段250的前端是另一肩部252(图15和17)。肩部252再往前，通道226保持了与喷嘴密封阀螺旋体224的前端256基本相同的固定直径254(图17)。杆236是用实际上与杆236本体相同直径的球234装配的(图18和19)，并且阀座240的标准直径实际上是球234的直径。这使球234的前面部分实际上可完全坐入阀座240的锥度244中，使球234的表面实际上不暴露在液体腔16内部的静止压力中，否则，将使阀234，236，240保持在开启或关闭状态。

在依照本发明这个实施例构造的一个示例性设备中，中央通道226后端232的直径为0.197”(约5mm)。阀座240用，例如，Loctite7969-03粘胶粘入尾端232中，紧靠肩部238。杆236的球形前端234的直径为2mm。向后扩张的倒角244与通道226轴线间的夹角为24°，从通道246的0.060”(约1.52mm)直径向外扩大至0.073”(约1.85mm)或0.078”(约1.98mm)的直径。段250的直径是0.060”(约1.52mm)。示范性直径254为0.033”(约0.83mm)至大约0.038”(约0.97mm)。

在2500p.s.i.g.(约1.72×10⁷N/m²)的压力下，其结果是扳机拉动力从16磅(约71N)减少至8磅(35.6N)。所要求的这个扳机拉动力更符合较大范围的液体压力。拉力的降低有助于使流至喷嘴22，122，222的涂料流速缓慢变化至除全开启和全关闭之外的其他流速。

现有技术球和阀座设计中的扳机扣动有点“数字化”的感觉。可以认为，这是因为相对而言将阀打开需要很大的力，而使阀保持在开启状态所需要的力则相对要小得多所造成的。这使得操作者很难在这二种极端之间进行力的调节，以提供对通过阀的材料流速的理想控制。为使操作者可更好地控制材料的流速，本发明致力于使打开阀所需的力和将阀保持在开启状态所需的力尽量接近。除其他措施外，本发明力图通过选择阀座40，140，240的接触直径，也就是阀球34，134，234和相应阀座40，140，240之间的接触圆周的直径，和阀杆36，136，236与阀头，即球34，134，234安装的地方，的接合点35，135，235处的直径的尺寸来实现这一目标。在所描述的几个实施例中，这些尺寸要比现有技术更为彼此接近，这缩小了从将阀打开所需的力到将阀保持在开启状态所需的力之间的过渡。力的过渡从现有技术的将阀打开所要求的相对很大的力和将阀保持在开启状态所要求的相对很小的力下降至将阀打开所要求的仅为相对稍大的力和将阀保持在开启状态所要求的仅为相对稍小的力。

Claims

1、一种用于分发来自压力液体源的液体的设备，该设备包括有一通道贯穿其中的本体，一个包括安排在通道中的阀座和用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的阀件的阀，阀座和阀件的尺寸是这样选择的，即当阀件贴靠在阀座上时，阀件面向阀座的部分是暴露在压力液体中的。

2、如权利要求1所述的设备，其中，阀件包括一球形部分，阀件面向阀座的部分包括该球形部分，阀座和球形部分尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，球形部分面向阀座的部分是暴露在压力液体中的。

3、如权利要求2所述的设备，其中，阀件还包括在通过设备的液体流动方向上比球形部分离阀座更为上游处的一个表面，该表面大体上面向阀座，该表面暴露在压力液体中。

4、如权利要求1所述的设备，其中，通道包括毗邻阀座的肩部并且本体还包括在通过设备的液体流动方向下游的渐缩段。

5、一种用于分发来自压力液体源的液体的设备，该设备包括有一通道贯穿其中的本体，一个包括安排在通道中的阀座和用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的阀件的阀，阀件还包括在液体通过设备的流动方向上毗邻阀件的最下游部分并且在其上游的肩部，阀座、阀件和肩部的尺寸是这样选定的，即当阀件紧靠阀座时，肩部将阀件的最下游部分与压力液体隔离。

6、如权利要求5所述的设备，其中，最下游部分包括一球形部分，阀座、球形部分和肩部的尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，肩部将球形部分与压力液体隔开。

7、如权利要求5所述的设备，其中，通道包括毗邻阀座的肩部，并且本体还包括在液体通过设备流动的下游处的渐缩段。

8、用于分发涂料的系统，该涂料分发系统包括要分发的涂料源，用于分发涂料的设备，涂料在压力下从源提供至该设备，该设备包括有一通道贯穿其中的本体，一个包括安排在通道中的阀座和用来啮合阀座以关闭该阀和离开阀座以开启该阀的阀件的阀，阀座和阀件的尺寸是这样选定的，即当阀件紧靠阀座时，阀件面向阀座的部分是暴露在压力涂料中的。

9、如权利要求8所述的系统，其中，阀件包括一球形部分，阀件面向阀座的那部分包括该球形部分，阀座和球形部分的尺寸是这样选定的，即当球形部分紧靠阀座时，球形部分面向阀座的部分是暴露在压力涂料中的。

10、如权利要求9所述的系统，其中，阀件还包括在通过设备的液体流动方向上比球形部分离阀座更为上游处的一个表面，该表面大体上面向阀座，该表面暴露在压力液体中。