專利名稱：無泵微流量控制液體供給的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體供給系統(tǒng)及其方法，具體地講，涉及從供給噴嘴中精確地供給潤滑液的系統(tǒng)和方法。
從供給噴嘴精確地供給微量的潤滑液的液體供給系統(tǒng)已廣為人知和被廣泛使用，例如，在機械加工中用于潤滑和冷卻。典型的潤滑液供給速率接近每8小時一盎司，其多少視潤滑液的特點和應(yīng)用的需要而定。適合于機械加工的潤滑液包括，出自ITW液體產(chǎn)品集團(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)ACCU-LUBE系列的潤滑劑產(chǎn)品。
1982年8月24日授權(quán)的美國專利第4,345,668號，名為“用于工具和工件的極低流量率潤滑劑計量裝置和方法”，文中所指，例如，揭示了一個液體計量系統(tǒng)，由一個受空氣脈沖射流驅(qū)動的氣壓液體噴射泵，從供給噴嘴以同樣的間歇脈沖提供潤滑劑。盡管美國專利第4,345,668號中，用空氣泵提供間歇的潤滑劑脈沖是不易控制的，但在眾多應(yīng)用中還是優(yōu)良的，提供了相對連續(xù)的潤滑劑，并在工件上噴覆的更均勻。此外，美國專利第4,345,668號的空氣脈沖泵，更具體地講是其中的空氣脈沖射流是由一個空氣邏輯裝置控制的，其占據(jù)了實際花費的相當部分。這種由空氣泵操縱的液體計量系統(tǒng)是出自ITW液體產(chǎn)品集團(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)的ACCU-LUBE系列產(chǎn)品。
本發(fā)明產(chǎn)生于對液體供應(yīng)系統(tǒng)的改進中，提供精確、微量液體及其方法，并解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明的又一個目的是，提供一種新穎、經(jīng)濟的液體供給系統(tǒng)及其方法，用于從供給噴嘴提供微量的液體，例如，機加工中的潤滑液。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種新穎的、能精確、連續(xù)地供給微量液體，而無須空氣液體噴射泵，既可實現(xiàn)均勻的供給和噴覆(deposited)液體的系統(tǒng)及其方法。
本發(fā)明進一步的發(fā)明目的是，提供一種新穎的液體供給系統(tǒng)及其方法，可調(diào)節(jié)地控制空氣和微量液體，并且在中斷空氣和液體的供給時，不會干擾已經(jīng)進行的調(diào)節(jié)。
本發(fā)明更具體的發(fā)明目的是，提供了一種新穎的供給微量液體的系統(tǒng)和方法，例如，從一個帶有內(nèi)部液體供給開口和與其同軸的外部空氣供給開口的供給噴嘴中供給微量液體，其通常包括，用壓縮空氣從密封的液體儲藏箱，向供給噴嘴提供液體；向供給噴嘴供應(yīng)壓縮空氣；通過液體流量控制閥可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴的液體供給；通過空氣流量控制閥可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴的空氣供給；從而實現(xiàn)了精確、連續(xù)地從供給噴嘴供應(yīng)微量的液體，并且噴覆(deposited)均勻。
本發(fā)明另一個具體的發(fā)明目的是，提供了一種新穎的供給微量潤滑液體的系統(tǒng)和方法，包括，通過夾緊和放松液體及空氣供應(yīng)管線，精確地控制從供給噴嘴中供給的潤滑液和空氣。
本發(fā)明的這些和其它的目的，其各個方面和優(yōu)點將在結(jié)合以下對本發(fā)明的詳細描述和參照附圖進行考慮后變得更為清楚，為了易于理解，這些描述可能不是均勻的，其中相應(yīng)結(jié)構(gòu)和步驟都給予相應(yīng)的標號和標示。


圖1是用于從供給噴嘴供應(yīng)微量潤滑液的液體供給系統(tǒng)的示意圖；圖2a是本發(fā)明系統(tǒng)中可調(diào)節(jié)的控制閥在相對開啟狀態(tài)的局部剖面圖；圖2b是本發(fā)明系統(tǒng)中可調(diào)節(jié)的控制閥在相對關(guān)閉狀態(tài)的局部剖面圖；圖3a是本發(fā)明系統(tǒng)中開/關(guān)控制閥在開啟狀態(tài)的局部剖面圖；圖3b是本發(fā)明系統(tǒng)中開/關(guān)控制閥在關(guān)閉狀態(tài)的局部剖面圖。
圖1是一個無泵液體供給系統(tǒng)10，用于供給微量的潤滑液，例如，在機加工中，從一個供給噴嘴20提供潤滑劑。系統(tǒng)10通常包括，密封液體儲藏箱30，其帶有空氣入口32和液體出口34。該液體儲藏箱30中灌注部分液體，為此最好還包括一個與其密封連接的、可拆卸的蓋板或蓋36，例如常用的通過螺栓以及通過O型密封圈部件(圖中未示出但一般都知道)進行密封連接。液體過濾器38最好置于緊貼液體出口34處，用于過濾其中的供給液體。
第一壓縮空氣供應(yīng)管線2，與液體儲藏箱30上的空氣入口32相連，用于向其供給壓縮空氣，以從其液體出口34供應(yīng)液體。更具體地說，壓縮空氣被送入在液體儲藏箱30內(nèi)的可壓縮的空氣腔31中，以從液體儲藏箱30連續(xù)地向供給噴嘴20供給液體。第一壓力調(diào)節(jié)器40位于第一壓力供應(yīng)管線2的沿線，以第一壓力調(diào)節(jié)向液體儲藏箱30供給的壓縮空氣。在舉例性的實施方案中，第一調(diào)節(jié)器40是不可調(diào)的、定壓調(diào)節(jié)器，在一個適用于潤滑操作的實施例中，第一壓力近似5psi。為了安全，最好在密封液體儲藏箱30上設(shè)置壓力釋放閥37，用于釋放其中由于積累而可能導致的超壓。
圖1示出了第二壓縮空氣供應(yīng)管線3與供給噴嘴20相連，用于向其提供壓縮空氣，第二壓力調(diào)節(jié)器50位于第二壓縮空氣供應(yīng)管線3的沿線，以第二壓力調(diào)節(jié)向供給噴嘴20供給的壓縮空氣。在舉例性的實施方案中，第二壓縮空氣供應(yīng)管線3與第一壓縮空氣供應(yīng)管線2通過一個T型連通器11相連，并且在該實施例中，第二壓力大于第一壓力。
圖1示出了液體分配供應(yīng)管線4(fluid dispensing supplyline)，它與液體儲藏箱30的液體出口34，以及供給噴嘴20相連，用于向供給噴嘴20提供液體。供給噴嘴20帶有液體入口22，該入口22與噴嘴內(nèi)部的液體供給開口24相連，空氣入口26與外部的壓縮空氣供給開口28相連，該開口28與液體供給開口24基本同軸。如通常所知，從液體內(nèi)部供給開口24流出的液體，受到與其大約同軸、從外部空氣供給開口28噴出的氣流的控制。舉例性的供給噴嘴20帶有多個柔性連接的聯(lián)鎖組件29(interlocking components 29)，提供了一個可調(diào)節(jié)的分配器，如公知的ITW液體產(chǎn)品集團(ITW Fluid Products Group，Norcross，Georgia)生產(chǎn)的商用LOC-LINE噴嘴。也可以用其他與舉例性的供給噴嘴20等效的液體供給噴嘴代替。
圖1示出了，液體流量控制閥60與液體供應(yīng)管線4相連接，用于可調(diào)節(jié)地控制從供給噴嘴20供應(yīng)的液體；空氣流量控制閥70與第二壓縮空氣供應(yīng)管線3連接，用于可調(diào)節(jié)地控制向供給噴嘴20供應(yīng)的壓縮空氣，這樣，供給噴嘴20可以噴出微量潤滑液。圖1還示出了常規(guī)的液體和氣體轉(zhuǎn)換開關(guān)閥80與空氣和液體供應(yīng)管線3、4連接，以此可以打開和關(guān)閉空氣和液體的供給，而不影響流量控制閥60、70的調(diào)節(jié)。
通常，通過調(diào)節(jié)在液體供應(yīng)管線4上的位于第一活動部件和第一固定部件之間的液體流量控制閥60的松緊，可以精確地控制從供給噴嘴20供應(yīng)的液體。通過調(diào)節(jié)在空氣供應(yīng)管線3上的位于第二活動部件和第二固定部件之間的空氣流量控制閥70的松緊，可以精確地控制向供給噴嘴20供應(yīng)的壓縮空氣。
空氣和液體供應(yīng)管線3和4最好是柔性管件，其中一個舉例性的適用于機加工潤滑的實施方案中，管件的肖式硬度值(Shorehardness rating)近似于40到60之間，但是該硬度范圍可以高于或低于此值，這取決于實際的需要。該管件典型的出口直徑為1/2或1/8英寸，其大小仍視實際需要而定。
圖2a和2b，更詳細地示出了一個舉例性的流量控制閥100，適用于可調(diào)節(jié)地控制圖1所示液體供應(yīng)系統(tǒng)10中的液體及空氣的流量。流量控制閥100包括，活動部件110，其相對于固定部件120可調(diào)節(jié)地活動連接在一起，固定部件可以是，例如，閥體的一個面。活動部件110與固定部件120通過一個螺紋軸130連接，該螺紋軸穿過活動部件110并螺紋連接。螺紋軸130同樣穿過固定部件120上的開口125，但不與其螺紋連接，使之能自由旋轉(zhuǎn)穿過其中。圖2a和2b示出了，當螺紋軸130旋轉(zhuǎn)時，可使活動部件110朝向或背離固定部件120的方向運動，從而調(diào)節(jié)對其間的管件140的夾持作用，進而可調(diào)節(jié)地控制流過其中的液體或氣體的流量。
螺紋軸130包括一個肩部132，支撐于固定部件120的外側(cè)面122。管件140的彈性使活動部件110背離固定部件120，還可以通過置于活動部件110與固定部件120之間的壓縮螺簧137增強這一效果。一個或多個導向銷釘124從固定部件120上延伸并進入在活動部件110上相對應(yīng)的孔114中，以防止當螺紋軸130旋轉(zhuǎn)時，活動部件110隨之轉(zhuǎn)動。螺紋軸130最好選用帶有相對精密螺紋的螺栓，例如，近似每英寸20至60個螺紋，以便提供精確的調(diào)節(jié)。
在舉例性的實施方案中，螺紋軸130包括一個與其肩部132相鄰，并在該肩部外側(cè)的旋鈕134，可有助于螺紋軸130的旋轉(zhuǎn)。固定部件120的肩部132與其外側(cè)面122之間可以放置墊圈來減小它們之間的摩擦磨損。螺紋軸130的另一端最好包括一個鎖定螺母或其他鎖緊部件136，以防止活動部件110被錯誤的分離或解體。第二螺簧138可置于鎖定螺母與活動部件110外表面112之間，以在旋轉(zhuǎn)螺紋軸時，增加其上的摩擦力或阻力。
圖2a和2b同樣示出了，管件140，其位于活動部件110上的槽中，該槽由活動部件110與固定部件120之間構(gòu)成，該槽還可以置于活動部件110與固定部件120中的一例或兩側(cè)，該槽固定并鎖緊管件140，同時防止其在夾緊時受壓過大，導致意外發(fā)生。在舉例性的實施方案中，該槽包括第一和第二槽座115、116，它們通常位于螺紋軸130的兩側(cè)，用以在該處部分地環(huán)繞管件，用來平衡活動部件110上的壓力。提供多個可容納管件的槽座，還可以增加對管件140可壓縮的長度，從而改善對流量控制的靈敏度。圖2a還示出了位于第一和第二槽座115和116徑向外側(cè)的第一和第二外槽座117和118，當管件140置于外槽座117和118中時(圖中簡化而未示出)，通?？梢员P繞在螺紋軸130的周圍，借此可以進一步使管件140的可壓縮長度加長。
圖3a、3b示出了舉例性的液體和空氣開/關(guān)閥80與空氣和液體供應(yīng)管線3、4的連接，從而可以開啟和關(guān)閉空氣和液體的供給，而無須影響對流量控制閥60、70的調(diào)節(jié)。閥80通常包括，活動部件160，它相對活動地連接在固定部件170上。該活動部件160通過一個軸190固定連接在固定部件170上，軸190分別穿過活動部件160和固定部件170上的孔162、172，而不是通過螺紋與其連接。
在該實施例中，軸190帶有一個凸輪表面192，該表面與活動部件160上與之對應(yīng)的凸輪表面164相配合。旋轉(zhuǎn)軸190，即通過凸輪表面192與164間的配合，使活動部件160朝向或背離固定部件170運動，進而夾持或釋放在活動部件160和固定部件170之間的液體和空氣供應(yīng)管線，以關(guān)閉或開啟空氣和液體供應(yīng)管線3、4。
如圖2a所示，液體和空氣供應(yīng)管線3、4的彈性使活動部件160趨于偏離固定部件170，如前所述，還可通過置于它們之間的壓縮螺簧增強這一作用。一個或多個導向銷釘從固定部件170上延伸并進入活動部件160上相對應(yīng)的孔中，以防止活動部件160在軸190旋轉(zhuǎn)時隨之旋轉(zhuǎn)，如同上面對此曾作過的相同的論述。液體和空氣供應(yīng)管線3、4最好置于槽166和168中，該槽166和168設(shè)置在活動部件160和固定部件170中的一側(cè)或兩側(cè)上，用于固定并加緊其間的供應(yīng)管線3、4，同時防止管線3、4在上述加緊過程中受壓過大。
前述對本發(fā)明的描述，使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠制造和使用被認為是當前最好的技術(shù)方案；那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當明了和認識到，在實際中還存在與本發(fā)明典型實施例相應(yīng)的多種可能的變化或組合、以及等效的實施方案。本發(fā)明內(nèi)容不應(yīng)限于所述的舉例性的實施方案，而應(yīng)以權(quán)利要求書中所定義的范圍和精神為準。
權(quán)利要求
1.一種用于供給微量潤滑液的無泵液體供給系統(tǒng)，包括密封液體儲藏箱，其中裝有部分液體，并帶有空氣入口和液體出口；第一壓縮空氣供應(yīng)管線，與液體儲藏箱的空氣入口連接，向其提供壓縮空氣，以從液體儲藏箱上的液體出口供應(yīng)液體；供給噴嘴；第二壓縮空氣供應(yīng)管線，與供給噴嘴連接，向其供應(yīng)壓縮空氣；空氣流量控制閥，與第二壓縮空氣供應(yīng)管線相連，用于可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴壓縮空氣的供應(yīng)；液體供給供應(yīng)管線，與液體儲藏箱的液體出口和供給噴嘴相連，向供給噴嘴提供液體；以及，液體流量控制閥，與液體供應(yīng)管線相連，可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴的液體供給，從而由供給噴嘴提供微量的潤滑液。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，液體供應(yīng)管線是柔性流體管件，液體流量控制閥包括第一活動部件，它可調(diào)節(jié)地與第一固定部件相對活動連接，可調(diào)節(jié)第一活動部件朝向或背離第一固定部件運動，以夾持或釋放液體供應(yīng)管線。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進一步包括，第一活動部件與第一固定部件相連，第一螺紋軸穿過第一固定部件并與第一活動部件螺紋連接，液體供應(yīng)管線設(shè)置于第一和第二液體槽座中，槽座通常設(shè)置在第一螺紋軸相對的兩側(cè)并位于第一活動部件和第一固定部件之間，旋轉(zhuǎn)第一螺紋軸，可使第一活動部件朝向或背離第一固定部件的方向運動。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，第二空氣供應(yīng)管線是柔性空氣管件，空氣流量控制閥包括第二活動部件，它可調(diào)節(jié)地與第二固定部件相對活動連接，第二活動部件是可調(diào)節(jié)的，使其可朝向或背離第二固定部件的方向運動，以夾持或釋放空氣供應(yīng)管線。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進一步包括，第二活動部件，其通過第二螺紋軸與第二固定部件連接，該軸穿過第二固定部件并與第二活動部件螺紋連接，空氣供應(yīng)管線固定于第一和第二空氣槽座內(nèi)，槽座通常設(shè)置在第二螺紋軸相對的兩側(cè)并位于第二活動部件與第二固定部件之間，旋轉(zhuǎn)第二螺紋軸，可以使第二活動部件朝向或背離第二固定部件的方向運動。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，空氣和液體供應(yīng)管線是柔性流體管件，第三活動部件與第三固定部件活動連接，空氣供應(yīng)管線固定在空氣槽中，并位于第三活動部件和第三固定部件之間，液體供應(yīng)管線固定于液體槽中，并位于第三活動部件和第三固定部件之間，第三活動部件可以朝向或背離第三固定部件的方向運動，從而關(guān)閉或打開空氣和液體供應(yīng)管線。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，從液體儲藏箱的空氣入口將壓縮空氣提供給液體儲藏箱中的空氣腔，該空氣腔隨著壓縮空氣的供給是可壓縮的。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，液體儲藏箱上的壓力釋放閥，和一個液體過濾器，該過濾器置于緊貼液體儲藏箱的液體出口處。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，第一壓力調(diào)節(jié)器，置于第一壓縮空氣供應(yīng)管線沿線，用于調(diào)節(jié)以第一壓力向液體儲藏箱供給的壓縮空氣，第二壓力調(diào)節(jié)器位于第二壓縮空氣供應(yīng)管線的沿線，用于調(diào)節(jié)以第二壓力向供給噴嘴供應(yīng)的壓縮空氣。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，第一壓力調(diào)節(jié)器，置于第一壓縮空氣供應(yīng)管線沿線，用于調(diào)節(jié)以第一壓力向液體儲藏箱供給的壓縮空氣，第二壓力調(diào)節(jié)器位于第二壓縮空氣供應(yīng)管線的沿線，用于調(diào)節(jié)以大于第一壓力的第二壓力向供給噴嘴供應(yīng)的壓縮空氣，第一壓縮空氣供應(yīng)管線與第二壓縮空氣供應(yīng)管線相連。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括，供給噴嘴設(shè)有一個內(nèi)部液體供給開口和一個與該開口同軸的外部壓縮空氣供給開口。
12.一種由無泵液體供應(yīng)系統(tǒng)提供微量液體的方法，包括向液體儲藏箱中供給壓縮空氣，而從該密封的液體儲藏箱向供給噴嘴供給液體；供給壓縮空氣到供給噴嘴；通過流量控制閥控制供給噴嘴的液體供應(yīng)；以及，空氣流量控制閥控制供給噴嘴壓縮空氣的供應(yīng)，從而，使供給噴嘴持續(xù)地供應(yīng)微量的潤滑液。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，通過調(diào)節(jié)對置于第一活動部件與第一固定部件之間的液體供應(yīng)管線的夾持和釋放，精確地控制從供給噴嘴供給的液體。
14.如權(quán)利要求1 3所述的方法，進一步包括，對置于由第一活動部件和第一固定部件之間構(gòu)成的第一和第二液體槽座中液體供應(yīng)管線進行可調(diào)節(jié)的夾持和釋放。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，通過調(diào)節(jié)對置于第二活動部件與第二固定部件之間的空氣供應(yīng)管線的夾持和釋放，精確地控制從供給噴嘴供給的空氣。
16.如權(quán)利要求1 5所述的方法，進一步包括，對置于由第二活動部件與第二固定部件之間構(gòu)成的第一和第二空氣槽座內(nèi)的空氣供應(yīng)管線進行可調(diào)節(jié)的夾持和釋放。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，通過夾持和釋放在第三活動部件與第三固定部件之間的液體和氣體供應(yīng)管線，以開啟和關(guān)閉液體和空氣供應(yīng)管線。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，供應(yīng)壓縮空氣至液體儲藏箱中的空氣腔，以持續(xù)地從液體儲藏箱向供給噴嘴提供液體。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，調(diào)節(jié)以第一壓力向液體儲藏箱供給的壓縮空氣，調(diào)節(jié)以第二壓力向供給噴嘴供給的壓縮空氣。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括，從供給噴嘴的內(nèi)部液體開口供給液體，從與供給噴嘴中的內(nèi)部液體開口同軸的外部空氣開口供給空氣。
全文摘要
一種由供給噴嘴(dispensing nozzle)供給微量液體的供給系統(tǒng)和方法，該噴嘴帶有內(nèi)部液體供給開口，以及在該開口外側(cè)與其同軸的空氣供給開口，用壓縮空氣將液體從密封液體儲藏箱中供應(yīng)給供給噴嘴，同時向供給噴嘴提供壓縮空氣。通過一個液體流量控制閥可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴的液體供給，同時通過空氣流量控制閥可調(diào)節(jié)地控制供給噴嘴的壓縮空氣供給，從而由供給噴嘴精確、連續(xù)地供給微量的液體，且噴覆均勻(deposited uniformly)。
文檔編號F16K7/00GK1239204SQ9910901
公開日1999年12月22日 申請日期1999年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月12日
發(fā)明者郭奎丘 申請人:伊利諾伊工具公司