CN1862064B - 阀组件 - Google Patents

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Abstract

一种阀组件，包括壳体和安装在壳体内的阀元件，该阀元件可围绕轴转动并且在材料从容器中排出时位于至少一分配位置和例如容积选择位置的另一位置之间，以及优选地包括用于在壳体内安装和导向阀元件的阀座，其中，至少所述壳体、阀元件、和阀座中的一个由合成材料制成。该阀组件还包括同时推动所述壳体、阀元件、和阀座中的至少两个的弹簧。

Description

阀组件
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请是2005年2月4日提交的仍未审定的美国申请序列号11/051,709的部分继续申请。
技术领域
本发明涉及一种阀组件，一种用于粘性流体的泵，以及一种用于分配流体的装置。
背景技术
例如从国际专利申请WO 03/083334中公知用于粘性流体分配器的阀组件。该文献公开了一种用于流体分配器的阀组件，包括具有至少第一开口(19)和第二开口(20)的壳体，和安装在壳体内的阀元件(15)，阀元件(15)可围绕轴转动并且包括沿所述轴延伸并且与壳体内的第一开口连通的第一通道(22)，和至少两个从第一通道径向延伸到阀元件的外周的出口通道(23，24)，其中，通过旋转阀元件可以使每一径向延伸的出口通道对准第二开口。
US 6,595,240涉及一种三通塑料隔膜阀，其设置有颇为复杂的蠕动补偿系统，该补偿系统用于补偿内部阀部件的压缩以及阀体的膨胀。在US 6,595,240的手动操作的三通阀的实施例中，插入到致动器部分和上部阀元件之间的关闭弹簧机构提供了将上部阀元件压在上阀座上的闭合力。图7中显示了该弹簧机构的实例。
因此，存在对这样一种阀的需要，该阀包括用于蠕动补偿的有效并且比较简单的装置。
发明内容
为了满足上述需要，本发明公开了一种阀组件，其包括：
壳体，和
安装在壳体内的阀元件，其可围绕轴转动并且在材料可以从容器中排出时位于至少一分配位置和例如容积选择位置的另一位置之间，和
在壳体内用于安装和导向阀元件的阀座，
其中，至少所述壳体、阀元件和阀座中的一个由合成材料制成，并且
阀组件还包括弹簧，其同时推压所述壳体、阀元件和阀座中的至少两个。
在改进结构中，壳体包括被第一阀座围绕的开口，该开口优选地为排出开口或与出口连通的开口，并且阀元件包括至少一个径向延伸的(出口)通道，通过转动阀元件可以使该通道与开口对准，其中，所述弹簧将阀元件推压在该阀座上。
在改进结构中，壳体包括被第二阀座围绕的至少第二开口，该第二开口优选地与连接到或可连接到泵或容器的进口相连通，其中，通过所述弹簧将阀元件夹紧在第一和第二阀座之间。
所公开的阀组件可以部分地或全部地由一或多种合成材料成，因此与由金属制成的类似阀组件相比时较便宜。由使用合成材料引起的蠕动以有效的方式被补偿，该方式优选地使阀组件的设计相对简单、牢固。
本发明还公开了一种用于粘性流体的泵，其包括如上所述的阀组件和与所述组件相连的泵机构。
最后，本发明公开了一种用于分配流体的装置，其包括：
可围绕转轴旋转的转盘；
安装在转盘上并且围绕转盘的轴分布的多个泵；
至少一个包括如上所述的阀组件的泵。
因此，根据本发明，提供了一种阀组件，包括：
壳体，和
安装在壳体内的阀元件，其可围绕轴转动并且位于分配位置和另一位置之间，和
用于在壳体内安装和导向阀元件的第一阀座，
其中，所述壳体、阀元件和第一阀座中的至少一个由合成材料制成，以及
阀组件还包括弹簧，其同时推压所述壳体、阀元件和第一阀座中的至少两个，
其中，壳体包括被第一阀座围绕的开口，阀元件包括至少一个径向延伸的通道，通过旋转阀元件可以使该通道与所述开口对准，所述弹簧将阀元件推压在第一阀座上或反之亦然，以及
所述阀组件包括第二阀座，通过所述弹簧所述阀元件被夹紧在第一阀座和第二阀座之间。
可选地，弹簧将阀元件推向或推到壳体的内壁上。
可选地，壳体包括至少第二开口，该第二开口与连接到或可连接到泵或容器上的进口相连通，该第二开口被第二阀座围绕。
可选地，通过膜片将第二阀座安装到壳体上，该膜片密封第一阀座和壳体之间的空间。
可选地，壳体限定了与泵机构连通的腔室；以及阀元件包括沿阀元件的转动轴延伸并且与所述腔室连通的通道。
可选地，阀元件包括径向延伸的另一通道，以及
通过旋转阀元件可以使该另一通道与第二开口对准。
可选地，第一阀座为壳体的一整体部分。
可选地，第一阀座为弯曲的并且第一阀座的曲率半径大于阀元件的半径。
可选地，第一阀座由合成材料制成，并且弹簧位于第一阀座和壳体的底壁之间，从而使得第一阀座被推向阀元件。
可选地，弹簧包括垫圈。
可选地，所述阀组件包括用于旋转阀元件的杠杆，
其中，杠杆的一端具有突出部或槽，
阀元件具有相应的互补槽或突出部，以及
突出部可滑动地容纳在槽内。
可选地，阀元件基本上为球形。
可选地，弹簧为螺旋弹簧。
可选地，壳体包括导向构件，该导向构件限定了用于保持螺旋弹簧的空间。
根据本发明，还提供了一种用于粘性流体的泵，其包括如上所述的阀组件和与所述阀组件相关联的泵机构。
根据本发明，还提供了一种用于分配流体的装置，包括：
可围绕旋转轴转动的转盘；
安装在转盘上并且围绕转盘的轴分布的多个泵；
至少一个包括如上所述的阀组件的泵。
附图说明
本发明公开的阀组件、泵和装置将参照附图被进一步解释，在附图中示意性地显示了目前优选的实施例。
图1为所公开的用于分配粘性流体的装置的一部分的透视图；
图2为所公开的适用于图1的装置中的阀组件的透视图；
图3为图2的阀组件的横截面正视图；和
图4为图2的阀组件的横截面侧视图；
图5为可选的阀组件的横截面正视图。
应当注意附图没有按比例绘制并且省略了对理解所公开阀不需要的细节。
术语“上”，“下”，“水平的”，“垂直的”，“前”，“后”等等与定向在附图中的实施例相关。更进一步地，至少基本相同或者执行至少基本相同功能的元件由相同的标号表示。
当然，本公开不局限于此处列举的具体实施例。
具体实施方式
图1图示出用于分配诸如洗发水、护发剂、粉底、染发剂和/或其组分的粘性流体的装置1的优选实施例的主要部分。可以被装置1分配的粘性流体的其他实例为着色剂、底漆、以及用于装饰目的的诸如圬工涂料的油漆组分和/或用于工业目的的油漆组分。
该特殊的分配装置1包括转盘2，该转盘2可以通过驱动装置(未显示)围绕竖直轴旋转以便在非连续的位置之间转动转盘2。在转盘2上安装有多个泵3，例如16个泵。每个泵3与流体容器4相关联，流体容器4包括客纳在刚性的可移动的支架中的可更换的柔性包(未显示)。当柔性包排空时，该包和容纳包的支架可以被拆下。随后，支架被打开以取出空包以及插入新的填满的包，完成这些后可以将支架和该填满的包放回原始位置。美国专利No.6,273,298公开了所述装置的更多细节，该专利的内容结合在本申请中作为参考。
图2至4显示了泵3的实施例，该泵适用于图1的装置中并且包括泵机构5和阀组件6。
泵机构5为活塞型并且包括具有活塞8(参见图2和3)和上法兰10的活塞杆7，该活塞8设置在缸9内。法兰10可以由适于移动活塞杆7的致动器(未显示)接合，活塞8在吸入冲程期间向上运动、在排出冲程期间向下运动。致动器为固定的并且转盘2适于每次定位一个泵3与致动器一致，以便使致动器驱动泵机构5。
阀组件6包括上壳体11和下壳体12，缸9安装在上壳体11上。上壳体11限定了与缸9连通的第一腔室13和与腔室13隔开并且与图1中所示的流体容器4流体连通的进口通道14。
下壳体12通过多个弹性爪15(图2)被扣合在上壳体11上。下、上壳体11、12之间的连接进一步由舌槽接头15A(图3)支承，并且在图1中所示的装置装配后由转盘2上的法兰(未显示)支承。下壳体12限定了通过第一腔室13与泵机构5连通的第二腔室16。优选为球形阀17的阀元件被安装在第二腔室16内并可围绕轴线A旋转。下壳体12还包括第一开口或出口开口18和第二开口或进口开口20，第一开口或出口开口18被形成为下壳体12的底壁的整体部分的第一阀座19围绕，第二开口或进口开口20与进口通道14连通并且被第二阀座21围绕。借助于弹性膜2将第二阀座21安装在上壳体11中，弹性膜22将第二腔室16与进口通道14密封隔开。
至少阀元件17和壳体11、12由诸如聚(甲醛)(POM)、聚酰胺(PA或
Figure GSB00000843006200051
)或聚乙烯(PE)的合成材料通过例如注塑法制成。然而，最好是上述所有的部件都由合成材料制成。
更进一步地，通常优选地是，至少一个阀座，优选为两个阀座为弯曲的，并且阀座的曲率半径大于阀元件的半径，这样就在阀座和阀元件之间获得了更紧密的密封。
优选地由诸如不锈钢(304或316)的金属制成的螺旋弹簧23被设置在第二阀座21的顶部，这样使得阀元件17被夹紧在两个阀座19和21之间，这样就补偿了内部阀部件(本实例中的阀座19、21和阀元件17)的收缩以及下壳体12的膨胀。螺旋弹簧23优选地位于导向构件23A之间。在可选实施例中，膜片实现密封和弹簧的功能，从而不需要单独的弹簧。
阀元件17包括沿轴线A延伸(即与轴线A同轴或平行)并通入第二腔室16的第一通道24。阀元件17还包括进口通道25和出口通道26，两者都从第一通道24中的一个径向延伸至阀元件17的圆周。可以通过杠杆27(图1和3)操作阀元件17。为了方便组装，优选地，杠杆27的一端具有突出部28或者槽，阀元件17具有相应的互补的槽29或突出部，并且突出部28可滑动地容纳在槽29内，优选地使得杠杆27相对于阀元件17的转动被基本避免。
图3和4示出了阀元件17的吸入位置，阀元件17的进口通道25在吸入位置处与第二开口20对准并由此与进口通道14对准。在该位置处，通过向上移动活塞8通过期望或预定长度使腔室13、16和缸9可以充满期望数量的流体，该流体来自与进口通道14相连的容器。
当装入适当量的流体后，阀元件17被旋转向分配位置，即直到出口通道26与出口开口18对准，在本特定实施例中的上述旋转的量为50°的行程。活塞8被向下移动以分配来自所述开口18的期望数量的流体。
根据本实施例的阀组件的大部分由一种或多种合成材料制成，并因此与由金属制成的类似阀组件相比时较便宜。由使用合成材料引起的蠕动以有效的方式被补偿，从而使得阀组件的设计相对简单、牢固。
图5显示了阀组件的第二优选实施例的下部分，该阀组件特别适用于大部分由金属制成的泵中。在该实施例中，下壳体12限定了通过上壳体与泵机构连通的(第二)腔室16。优选为球形阀17的阀元件被安装在第二腔室16内并可围绕轴线A旋转。下壳体12包括被第一阀座19围绕的第一开口或出口开口18和第二开口或进口开口20，第一开口或出口开口18由单独的阀座部分19A形成，第二开口或进口开口20与进口通道连通并且被第二阀座21围绕。
在该实施例中，阀元件17和壳体12由诸如不锈钢的金属制成。阀座19、21由合成材料、优选为聚四氟乙烯(PTFE或
Figure GSB00000843006200061
)制成，，这样就基本防止了球阀或阀座的表面被尘粒或污垢划伤或至少减少这种划伤的产生，结果就防止或至少降低了流体随时间泄漏的危险。
根据图5的实施例，弹簧，即本实例中的优选由弹簧钢制成的垫圈30位于第一阀座19和壳体12的底壁之间，从而使得第一(下)阀座19被向上推动并且阀元件17被夹紧在两个阀座19、21之间。这样，由使用合成材料制成的阀座所引起的蠕动以有效的方式被补偿。
为了方便将阀元件17、阀座19、21和弹簧30装入下壳体12中，下壳体12的底壁具有盖子31，该盖子优选地通过螺纹连接部32可拆卸地安装在壳体12上。
阀座部分19除了阀座19本身外包括外圈19B，该外圈被保持在盖子31和下壳体12之间，并且该外圈单独地或如本实例中那样与衬垫33一起使盖子31的连接部32相对于下壳体12基本流体密封。阀座部分19还包括位于外圈19B和阀座19之间的较薄的弹性连接部19C。阀座部分19A的这种结构使得装配相对容易、阀座19的定位精确以及促进阀座在弹簧30的弹力作用下朝阀元件17移动。
本发明公开的阀组件不局限于在附图中显示和上面所描述的实施例。例如，阀元件可以具有两个或更多个不同直径的出口通道，以适合于分配不同的(更大和更小的)容积。同样，阀组件可以被直接安装在容器(底部)上或其内部，即没有泵机构。
当然，本发明不局限于上述公开的实施例，其可以进行多方面的变型，而仍落在附属权利要求的保护范围之内。例如，弹簧可以被放置在弹性阀元件的内部促使其膨胀或者可以采用安装在至少阀元件和壳体周围的弹性支架的形状，从而一起推压它们。

Claims (16)

1.一种阀组件，包括：
壳体，和
安装在壳体内的阀元件，其可围绕轴转动并且位于分配位置和另一位置之间，和
用于在壳体内安装和导向阀元件的第一阀座，
其中，所述壳体、阀元件和第一阀座中的至少一个由合成材料制成，以及
阀组件还包括弹簧，其同时推压所述壳体、阀元件和第一阀座中的至少两个，
其中，壳体包括被第一阀座围绕的开口，阀元件包括至少一个径向延伸的通道，通过旋转阀元件可以使该通道与所述开口对准，所述弹簧将阀元件推压在第一阀座上或反之亦然，以及
所述阀组件包括第二阀座，通过所述弹簧所述阀元件被夹紧在第一阀座和第二阀座之间。
2.如权利要求1所述的阀组件，其中，弹簧将阀元件推向或推到壳体的内壁上。
3.如权利要求1所述的阀组件，其中，壳体包括至少第二开口，该第二开口与连接到或可连接到泵或容器上的进口相连通，该第二开口被第二阀座围绕。
4.如权利要求3所述的阀组件，其中，通过膜片将第二阀座安装到壳体上，该膜片密封第一阀座和壳体之间的空间。
5.如权利要求3所述的阀组件，其中，壳体限定了与泵机构连通的腔室；以及阀元件包括沿阀元件的转动轴延伸并且与所述腔室连通的通道。
6.如权利要求5所述的阀组件，其中，阀元件包括径向延伸的另一通道，以及
通过旋转阀元件可以使该另一通道与第二开口对准。
7.如权利要求1所述的阀组件，其中，第一阀座为壳体的一整体部分。
8.如权利要求1所述的阀组件，其中，第一阀座为弯曲的并且第一阀座的曲率半径大于阀元件的半径。
9.如权利要求1所述的阀组件，其中，第一阀座由合成材料制成，并且弹簧位于第一阀座和壳体的底壁之间，从而使得第一阀座被推向阀元件。
10.如权利要求9所述的阀组件，其中，弹簧包括垫圈。
11.如权利要求1所述的阀组件，其包括用于旋转阀元件的杠杆，
其中，杠杆的一端具有突出部或槽，
阀元件具有相应的互补槽或突出部，以及
突出部可滑动地容纳在槽内。
12.如权利要求1所述的阀组件，其中，阀元件基本上为球形。
13.如权利要求1所述的阀组件，其中，弹簧为螺旋弹簧。
14.如权利要求13所述的阀组件，其中，壳体包括导向构件，该导向构件限定了用于保持螺旋弹簧的空间。
15.一种用于粘性流体的泵，其包括权利要求1的阀组件和与所述阀组件相关联的泵机构。
16.一种用于分配流体的装置，包括：
可围绕旋转轴转动的转盘；
安装在转盘上并且围绕转盘的轴分布的多个泵；
至少一个包括权利要求1的阀组件的泵。
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