專利名稱：高壓球閥與閥座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制受壓流體流量的閥的改進(jìn)。在本發(fā)明中，披露了通過涂料分發(fā)設(shè)備對閥中涂料流量進(jìn)行控制的情況。但是，相信還有其他的用途。
背景技術(shù)：
各種類型的手持涂料分發(fā)設(shè)備是公知的。例如，有在美國專利3,169,882；4,002,777；和4,285,446中展示和描述的噴槍。還有型號為REA3，REA4，REA70，REA90，REM和M-90的Ramsburg噴槍，它們都可從地址為320，Phillips Avenue，Toledo，Ohio.43612-1493，U.S.A.的ITW Ramsburg購得.以上列舉的項目并不代表已經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)資料進(jìn)行搜索，也不表示沒有比上述列舉的更好的產(chǎn)品.也不應(yīng)作此推斷。
很多現(xiàn)在可買到的液壓噴霧器在需要霧化的液體處于較高液壓，例如，1500p.s.i.g.(約10.34×106N/m2)或更高時，需要相當(dāng)大的扳機(jī)拉力才能打開受扳機(jī)控制的閥?，F(xiàn)有液壓噴霧器產(chǎn)品的扳機(jī)拉力對液體壓力也是高度敏感的。隨著液壓的增高，扳機(jī)拉力線性增大。如果操作者不可能緩慢開啟或關(guān)閉閥門，則閥趨向于只工作在全開/全閉模式。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的第一方面，用于分發(fā)來自壓力液體源的液體的設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道內(nèi)的閥座與閥座嚙合以關(guān)閉該閥和離開閥座以打開該閥的閥件。閥座和閥件的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，閥件面向閥座的一部分暴露在壓力液體中。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，該閥件包括一球形部分。閥件面向閥座的部分包括該球形部分。閥座和球形部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分面向閥座的部分是暴露在壓力液體中的。
依照本發(fā)明的這個方面進(jìn)一步舉例說明，該閥件包括在通過設(shè)備的液體流動方向上較球形部分距離閥座更上游的一個表面。該表面一般說面向閥座。該表面暴露在壓力液體中。
依照本發(fā)明的第二方面，用于分發(fā)來自壓力液體源的液體的設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道內(nèi)的閥座和與閥座嚙合以關(guān)閉該閥和離開閥座以打開該閥的閥件。該閥件還包括在液體通過設(shè)備的流動方向上毗鄰閥件最下游部分并在其上游的肩部。閥座，閥件和肩部的尺寸是這樣選擇的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，肩部將閥件的最下游部分與壓力液體隔開。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，該最下游的部分包括一球形部分。閥座，球形部分和肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，肩部將球形部分與壓力液體隔開。
依照本發(fā)明的第三方面，用于分發(fā)來自壓力液體源的液體的設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道中的閥座和包括用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的最下游部分的閥件。閥座和最下游部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)最下游部分緊靠閥座時，最下游部分不暴露在液體的壓力中。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，最下游部分包括一球形部分。閥座和球形部分的尺寸是這樣選定的。即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分不暴露在液體的壓力中。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，所述通道包括毗鄰閥座的肩部。所述本體還包括在液體通過設(shè)備的流動方向下游的漸縮段。
依照本發(fā)明的第四方面，用于分發(fā)涂料的系統(tǒng)包括要發(fā)分發(fā)的涂料源和用于分發(fā)涂料的設(shè)備。涂料是在壓力下從涂料源提供至所述設(shè)備的。該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道內(nèi)的閥座和與閥座嚙合以關(guān)閉該閥和離開閥座以打開該閥的閥件。閥座和閥件的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，閥件面向閥座的一部分暴露在受壓涂料中。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，該閥件包括一球形部分。閥件面向閥座的部分包括該球形部分。閥座和球形部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分面向閥座的部分是暴露在壓力液體中的。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，該閥件還包括在通過設(shè)備的液體流動方向上較球形部分距離閥座更上游的一個表面。該表面一般說面向閥座。該表面暴露在壓力涂料中。
依照本發(fā)明的第五方面，用于分發(fā)涂料的系統(tǒng)包括要分發(fā)的涂料源和用于分發(fā)涂料的設(shè)備。涂料是在壓力下從涂料源提供至所述設(shè)備的。該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道中的閥座和包括用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的最下游部分的閥件。閥件還包括在液體通過設(shè)備流動的方向上毗鄰最下游部分并在其上游的肩部。閥座，最下游部分和肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)最下游部分緊靠閥座時，肩部將最下游部分與壓力液體隔開。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，該最下游的部分包括一球形部分。閥座，球形部分和肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，肩部將球形部分與壓力液體隔開。
依照本發(fā)明的第六方面，用于分發(fā)涂料的系統(tǒng)包括要分發(fā)的涂料源和用于分發(fā)涂料的設(shè)備。涂料是在壓力下從涂料源提供至所述設(shè)備的。該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道中的閥座和包括用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的最下游部分的閥件。閥座和最下游部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)最下游部分緊靠閥座時，最下游部分不暴露在受壓涂料中。
依照本發(fā)明的這個方面舉例說明，最下游部分包括一球形部分。閥座和球形部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分不暴露在受壓涂料中。
依照本發(fā)明的第四，第五和第六方面舉例說明，所述通道包括毗鄰閥座的肩部。所述本體還包括在涂料通過設(shè)備的流動方向下游的漸縮段。


參閱展示本發(fā)明的下述說明和附圖，可最好地理解本發(fā)明。附圖中圖1是可與本發(fā)明結(jié)合的一種噴霧器的側(cè)視圖，帶有與圖示噴霧器結(jié)合的系統(tǒng)的其他部件；圖2是包括一個依照本發(fā)明構(gòu)造的閥的噴霧器的不完全縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖3是大體上沿圖2的剖面線3-3獲取的圖2的詳盡放大正視圖；圖4給出大體上沿圖3的剖面線4-4獲取的圖3的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖5給出圖2 4的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖6給出圖2-4的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖7給出包括一個依照本發(fā)明構(gòu)造的閥的噴霧器的不完全縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖8是大體上沿圖7的剖面線8-8獲取的圖7的詳盡放大正視圖；圖9是大體上沿圖8的剖面線9-9獲取的圖8的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖10給出圖7的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖11給出圖7-9的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖12給出圖7-9的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖13是包括一個依照本發(fā)明構(gòu)造的閥的噴霧器的不完全縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖14是大體上沿圖13的剖面線14-14獲取的圖13的詳盡放大正視圖；圖15是大體上沿圖14的剖面線15-15獲取的圖14的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖16給出圖13-15的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖17給出圖13-15的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；圖18給出圖13的詳盡放大縱向剖面?zhèn)纫晥D；和圖19是圖18的詳盡圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的閥是用來控制分發(fā)，例如，從大約1500p.s.i.g.(約10.34×106N/m2)至大約4000p.s.i.g.(約2.76×107N/m2)壓力下的液體的，例如，涂料等。本發(fā)明的閥的意圖是降低打開閥門和將閥門保持在不全開位置上所需的靜態(tài)力。參見圖1，在典型實施方案中，該閥是設(shè)置在一分發(fā)設(shè)備(以后有時稱為“噴槍”)10中的。舉例說明，噴槍10是可以從地址為320 phillips Avenue，Toledo，Ohio，43612-1493，U.S.A.，ITW Ransburg購得的Ransburg的通用型REM和M-90噴槍。液體從源11供給至噴槍10的輸入口12，并通過噴槍10中的一個通道14(圖2，7和13)供給至待分發(fā)液體流動路徑中的閥的上游廊道16。液體在閥的控制下從廊道16分發(fā)至噴槍10的噴嘴，以被霧化和分發(fā)。例如，噴槍10操作者所握持的扳手17控制著閥的位置。
圖2-6給出了該閥的第一個實施例。噴嘴22的旋入式閥組件20包括有一中央通道26貫穿其中的噴嘴密封閥螺旋體24和用來嚙合噴嘴22本體上的互補(bǔ)螺紋30的螺紋28。中央通道26后端32的直徑較大，可容納閥桿36的球形前端34。通道26的后端32包括肩部38，當(dāng)閥座40從后面插入通道26的較大直徑后端32時，閥座40緊靠在其上。閥座40包括在貫穿其間的通道46邊緣處稍稍向后擴(kuò)張的倒角44(圖5)。肩部38的前面是噴嘴密封閥螺旋體24的截頭錐體形漸縮段50。漸縮段50的前端是另一肩部52。具有與通道26同軸的中央通道的流量限制器53(圖4)插入通道26中，緊靠肩部52。肩部52的前面，通道26保持了與噴嘴密封閥螺旋體24的前端56基本相同的固定直徑54。倒角44的形狀是這樣的，即當(dāng)球34就位時，球34的前面部分暴露在液體壓力下。在這個設(shè)計中，球34的球形前面57和桿36的后部59都暴露在液體壓力下。
在依照本發(fā)明的該實施例構(gòu)造的一個示例性設(shè)備中，中央通道26后端32的直徑為0.197”(約5mm)。閥座40用，例如，Loctite 7969-03粘膠緊靠肩部38粘結(jié)在后端32中。閥桿36的球形前端34的直徑為3mm。示例性的閥桿36是ITW Ransburg靜電系統(tǒng)零件號為3350-00的閥桿。向后擴(kuò)張的倒角44與通道26的軸線成45°角，從通道46的直徑0.033”(約0.83mm)向外擴(kuò)大到0.038”(約0.97mm)。截頭錐體形漸縮段50大基面的直徑為0.098”(約2.49mm)。截頭錐體形漸縮段50側(cè)壁與通道26的軸線之間的夾角是15°。漸縮段50小基面，在肩部52處的示例性直徑為0.060”(約1.52mm)或0.076”(約1.93mm)。示例性直徑54為0.039”(約0.99mm)。流量限制器53的小孔直徑在0.0101”(約0.26mm)與0.0221”(約0.56mm)之間。流量限制器53用，例如，Locitite 7969-03粘膠粘合在在通道26中緊貼肩部52。示例性流量限制器53是ITW Ransburg靜電系統(tǒng)零件號為76763-01，76763-02，76763-03，76763-04，76763-05，76763-06或76763-07的流量限制器。
閥的第二個實施例示于圖7-12中。噴嘴122的旋入式閥組件120包括有中央通道126貫穿于其中的噴嘴密封閥螺旋體124和與噴嘴本體122上的互補(bǔ)螺紋130嚙合的螺紋128。中央通道126后端132的直徑較大，可容納閥桿136的球形前端134。通道126的后端132包括肩部138(圖9和12)，當(dāng)閥座140從后面插入通道126的較大直徑后端132時，閥座140緊靠在其上。閥座140包括在貫穿其間的通道146邊緣處的向后擴(kuò)張的倒角144。肩部138的前面是噴嘴密封閥螺旋體124的漸縮段150。漸縮段150的前端是另一肩部152。肩部152再往前，通道126保持了與噴嘴密封閥螺旋體124的前端156基本相同的固定直徑154。桿136是用球134裝配的，球134在桿136本體前端處脫離肩部160(圖10)，而閥座140的標(biāo)準(zhǔn)直徑實際上等于球134的直徑。這使球134的最前面部分實際上可完全坐入閥座錐度144中。在這個設(shè)計中，不是球134的球表面，而是閥座140的肩部162和桿136前端的肩部160暴露在液體壓力下。
在依照本發(fā)明這個實施例構(gòu)造的一個示例性設(shè)備中，中央通道126尾端132的直徑為0.197”(約5mm)。閥座140用，例如，Loctite7969-03粘膠粘合在尾端132中，緊靠肩部138。桿136的球形前端134的直徑為2mm。向后擴(kuò)張的倒角144與通道126軸線間的夾角為24°，從通道146的0.060”(約1.52mm)直徑向外擴(kuò)大至0.062”(約1.57mm)的直徑。段150的直徑是0.060”(約1.52mm)。示例性的直徑154為0.033”(約0.83mm)至大約0.038”(約0.97mm)。
閥的第三個實施例示于圖13-19中。噴嘴222的旋入式閥組件220包括有一中央通道226貫穿其中的噴嘴密封閥螺旋體224和用來嚙合噴嘴222本體上的互補(bǔ)螺紋230的螺紋228。中央通道226后端232的直徑較大，可容納閥桿236的球形前端234(圖13和18)。通道226的后端232包括肩部238(圖15和17)，當(dāng)閥座240從后面插入通道226的較大直徑后端232時，閥座240(圖13，15和16)緊靠在其上。閥座240包括在貫穿其間的通道246邊緣處的向后擴(kuò)張的倒角244(圖15和16)。肩部238的前面是噴嘴密封閥螺旋體224的漸縮段250。漸縮段250的前端是另一肩部252(圖15和17)。肩部252再往前，通道226保持了與噴嘴密封閥螺旋體224的前端256基本相同的固定直徑254(圖17)。桿236是用實際上與桿236本體相同直徑的球234裝配的(圖18和19)，并且閥座240的標(biāo)準(zhǔn)直徑實際上是球234的直徑。這使球234的前面部分實際上可完全坐入閥座240的錐度244中，使球234的表面實際上不暴露在液體腔16內(nèi)部的靜止壓力中，否則，將使閥234，236，240保持在開啟或關(guān)閉狀態(tài)。
在依照本發(fā)明這個實施例構(gòu)造的一個示例性設(shè)備中，中央通道226后端232的直徑為0.197”(約5mm)。閥座240用，例如，Loctite7969-03粘膠粘入尾端232中，緊靠肩部238。桿236的球形前端234的直徑為2mm。向后擴(kuò)張的倒角244與通道226軸線間的夾角為24°，從通道246的0.060”(約1.52mm)直徑向外擴(kuò)大至0.073”(約1.85mm)或0.078”(約1.98mm)的直徑。段250的直徑是0.060”(約1.52mm)。示范性直徑254為0.033”(約0.83mm)至大約0.038”(約0.97mm)。
在2500p.s.i.g.(約1.72×107N/m2)的壓力下，其結(jié)果是扳機(jī)拉動力從16磅(約71N)減少至8磅(35.6N)。所要求的這個扳機(jī)拉動力更符合較大范圍的液體壓力。拉力的降低有助于使流至噴嘴22，122，222的涂料流速緩慢變化至除全開啟和全關(guān)閉之外的其他流速。
現(xiàn)有技術(shù)球和閥座設(shè)計中的扳機(jī)扣動有點(diǎn)“數(shù)字化”的感覺?？梢哉J(rèn)為，這是因為相對而言將閥打開需要很大的力，而使閥保持在開啟狀態(tài)所需要的力則相對要小得多所造成的。這使得操作者很難在這二種極端之間進(jìn)行力的調(diào)節(jié)，以提供對通過閥的材料流速的理想控制。為使操作者可更好地控制材料的流速，本發(fā)明致力于使打開閥所需的力和將閥保持在開啟狀態(tài)所需的力盡量接近。除其他措施外，本發(fā)明力圖通過選擇閥座40，140，240的接觸直徑，也就是閥球34，134，234和相應(yīng)閥座40，140，240之間的接觸圓周的直徑，和閥桿36，136，236與閥頭，即球34，134，234安裝的地方，的接合點(diǎn)35，135，235處的直徑的尺寸來實現(xiàn)這一目標(biāo)。在所描述的幾個實施例中，這些尺寸要比現(xiàn)有技術(shù)更為彼此接近，這縮小了從將閥打開所需的力到將閥保持在開啟狀態(tài)所需的力之間的過渡。力的過渡從現(xiàn)有技術(shù)的將閥打開所要求的相對很大的力和將閥保持在開啟狀態(tài)所要求的相對很小的力下降至將閥打開所要求的僅為相對稍大的力和將閥保持在開啟狀態(tài)所要求的僅為相對稍小的力。
權(quán)利要求
1.一種用于分發(fā)來自壓力液體源的液體的設(shè)備，該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體，一個包括安排在通道中的閥座和用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的閥件的閥，閥座和閥件的尺寸是這樣選擇的，即當(dāng)閥件貼靠在閥座上時，閥件面向閥座的部分是暴露在壓力液體中的。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，閥件包括一球形部分，閥件面向閥座的部分包括該球形部分，閥座和球形部分尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分面向閥座的部分是暴露在壓力液體中的。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，閥件還包括在通過設(shè)備的液體流動方向上比球形部分離閥座更為上游處的一個表面，該表面大體上面向閥座，該表面暴露在壓力液體中。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，通道包括毗鄰閥座的肩部并且本體還包括在通過設(shè)備的液體流動方向下游的漸縮段。
5.一種用于分發(fā)來自壓力液體源的液體的設(shè)備，該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體，一個包括安排在通道中的閥座和用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的閥件的閥，閥件還包括在液體通過設(shè)備的流動方向上毗鄰閥件的最下游部分并且在其上游的肩部，閥座、閥件和肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，肩部將閥件的最下游部分與壓力液體隔離。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，最下游部分包括一球形部分，閥座、球形部分和肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，肩部將球形部分與壓力液體隔開。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，通道包括毗鄰閥座的肩部，并且本體還包括在液體通過設(shè)備流動的下游處的漸縮段。
8.用于分發(fā)涂料的系統(tǒng)，該涂料分發(fā)系統(tǒng)包括要分發(fā)的涂料源，用于分發(fā)涂料的設(shè)備，涂料在壓力下從源提供至該設(shè)備，該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體，一個包括安排在通道中的閥座和用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的閥件的閥，閥座和閥件的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，閥件面向閥座的部分是暴露在壓力涂料中的。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，閥件包括一球形部分，閥件面向閥座的那部分包括該球形部分，閥座和球形部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)球形部分緊靠閥座時，球形部分面向閥座的部分是暴露在壓力涂料中的。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，閥件還包括在通過設(shè)備的液體流動方向上比球形部分離閥座更為上游處的一個表面，該表面大體上面向閥座，該表面暴露在壓力液體中。
全文摘要
用來分發(fā)涂料的系統(tǒng)包括要分發(fā)的涂料的源和用來分發(fā)涂料的設(shè)備。涂料在壓力下從源提供至設(shè)備。該設(shè)備包括有一通道貫穿其中的本體。閥包括安排在通道中的閥座和用來嚙合閥座以關(guān)閉該閥和離開閥座以開啟該閥的閥件。在一個實施例中，閥座和閥件的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)閥件緊靠閥座時，閥件面向閥座的部分是暴露在受壓涂料中的。在另一個實施例中，閥座，閥件的最下游部分，和閥件上的肩部的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)最下游部分緊靠閥座時，肩部使最下游部分與壓力下的液體隔開。在另一個實施例中，閥座和最下游部分的尺寸是這樣選定的，即當(dāng)最下游部分緊靠閥座時，最下游部分不暴露在受壓涂料中。
文檔編號B05B1/30GK1485560SQ0315630
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者凱文L·亞歷克安德, 約翰·安東尼·羅杰斯, 凱文L 亞歷克安德, 安東尼 羅杰斯 申請人:伊利諾斯器械工程公司