专利名称：具有改进的行程长度校准和流体接头的液体分配阀和方法
技术领域：
本发明主要涉及流体分配装置和关于利用或不利用处理空气辅助分配液体的方法，并且更具体的，关于调节通过液体出口的液体流动并且与阀中的空气和液体通道形成连接的方法。
背景技术：
其类型与本发明相关的液体分配阀一般提供流体例如具有或不具有处理空气的液体通过阀体并且然后离开喷口或液体出口的选择性流动。处理空气可赋予从喷口排出的液体某种特性，例如旋涡或者在其它情形中移动液丝，或者在液体被排出时将其雾化。一般通过阀元件沿着一定行程长度往复运动而实现对通过喷口的流动控制。该阀元件通常座靠在阀座元件上，该阀座元件具有喷口。阀元件远离阀座的运动允许液体以与阀和阀座之间的间隙相称的速率通过喷口流出。阀元件朝向阀座的运动防止液体流动通过喷口。
用于准确控制通过喷口的液体流动的各种方式在过去已被提出并且目前正在应用。例如，可通过改变喷嘴而改变喷口自身的尺寸。然而，改变喷嘴是耗时的并且需要增加零件的库存。其它方法包括改变阀元件的行程长度以改变当阀元件处于打开位置时阀元件和阀座之间的间隙。过去，这种行程长度调节机构具有各种缺陷，例如，涉及使用和设计的复杂性以及准确调节的可重复性。
用于普通液体分配阀中的流体接头经常使用螺纹将该接头连接到阀体。不利的是，将流体接头拧动到位可导致在不同阀之间的密封压缩不一致并且这可导致泄漏。而且，螺纹接头可易于形成空腔，其中可产生液体滞留并且这特别在要求无菌条件的应用中造成问题。最后，螺纹接头可能不易于被改进以连接到例如多种推上(push-on)类型的柔性管路，并且可能不易于清洗，而这在某些应用包括无菌应用中是必须的。
至少由于上述原因，期望提供一种液体分配阀，其中行程长度易于校准和设定，并且该液体分配阀提供改进的流体连接以克服与现有技术有关的缺点。
发明内容
本发明提供一种液体分配阀，主要包括阀体、阀座、阀元件，以及联接到阀元件的校准装置。该阀体具有液体进口、液体出口，以及与液体进口和液体出口相连通的内部液体腔室。置于阀体中的阀座接收阀元件以便选择性接合。阀元件被安装用于在接合阀座的关闭位置和脱离阀座的打开位置之间往复运动。该校准装置具有可旋转的基准环，该基准环具有第一零基准指示器和其上的另外的标记以用于指示阀元件行程长度的增量。该校准装置还具有可旋转的行程控制止挡元件，该元件具有第二零基准指示器。该止挡元件能够旋转以在零和最大行程长度之间改变阀元件的行程长度。在行程控制止挡元件已被调节以将行程长度设为零之后，该第一和第二零基准指示器可被对齐。之后，可旋转的行程控制止挡元件可相对于基准环旋转以在零和最大行程长度之间设定所期望的行程长度。
一种校准基本如上所述的液体分配阀的行程长度的方法，包括旋转行程控制止挡元件以可操作地接合在关闭位置中的阀元件从而防止阀元件朝向打开位置运动。然后基准环旋转以将其零行程长度基准指示器对齐行程控制止挡元件上的零行程长度基准指示器。该行程控制止挡元件然后旋转脱离阀元件从而行程控制止挡元件上的行程长度基准指示器与行程基准环上的多个行程基准指示器中所需的一个对齐以设定和示出阀元件的行程长度。
在本发明的另一个方面中，一种液体分配阀包括基本如上所述的阀体、阀座和往复阀元件。具有第一密封部分和第一连接部分的第一流体接头被定位成与阀体的液体进口形成流体连通。第一密封件位于阀体和第一流体接头之间。夹板可移除地固定到阀体并且将第一流体接头的第一密封部分夹紧到第一密封件，并且第一连接部分适于被联接到液体导管。优选的，该分配阀具有类似的第二流体接头以与阀体的处理空气进口相连通。通过使用夹板将该第二流体接头夹紧到第二密封件上。
通过结合附图阅读下面的示意性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将更加易于理解本发明的各个目的、优点和其它特征。
图1是根据本发明优选实施例构造的液体分配阀的侧视图；图2是图1所示分配阀的轴向截面视图，其中阀元件在打开位置中；图3是类似于图2的截面视图，但是示意出阀元件在关闭位置中；图4是分配阀的顶视图。
具体实施例方式
参考图1，本发明的一个示意性实例由液体分配阀10表示，其具有阀体12，该阀体主要包括位于上端的顶盖14、位于下端的喷嘴16，以及中央本体部分18。可利用螺母20将喷嘴16保持在中央本体部分18上。设置流体接头22、24以用于向阀体18分别供给液体和处理空气。在该优选实施例中，接头22、24具有倒刺(barbed)部分22a、24a以用于接收推上型的柔性导管，例如硅树脂管路。另一个流体接头23用于供给致动空气，这也将在下面描述。利用夹板26将流体接头22、24以将在下面进一步描述的方式保持在阀体18上。顶盖14通过例如帽螺钉30、32被保持在中央本体部分18上(图4)。
现在参考图2和3，其分别示出分配阀10的打开和关闭位置，往复阀元件40用于选择性地允许和阻止液体流动通过阀10。阀元件40在一端具有针部42并且在相对端具有活塞44。针部42优选的位于阀座46中并且更一般地位于基本在中央本体部分18中的液体供给通道52和阀座46中的液体出口或孔54之间延伸的液体腔室50的一部分中。O形环47在中央本体部分18和阀座46之间提供密封。膜式密封元件56固定到中央本体部分18和阀元件40以防止液体泄漏进入阀10的上方致动部分或者污染物从阀10的致动部分进入液体腔室50。阀元件40的螺纹部分58连接到活塞44的螺纹部分60以在其间保持隔膜56。O形环62也围绕活塞44的下部提供动态密封。设置通气孔64以允许当隔膜56从图3所示关闭位置向图2所示打开位置向上移动时空气排出并且当隔膜56向下移动时允许将空气引入。
为了将阀元件40移动至图2所示的打开位置，致动空气被引入空气供给通道70以及活塞腔室72中，由此抵抗压缩盘簧74的作用力向上移动活塞44直至活塞44的上侧接触可旋转的行程控制止挡元件76，并且更特别的，接触其下缘76a。止挡元件76的外螺纹部分76b接合顶盖14的内螺纹部分14b。这使得止挡元件76能够旋转，并且由此，关于顶盖14和活塞44向上或向下平移或移动。这可调节下缘76a的位置并且，同样的，活塞44和阀元件40行程长度的上端。活塞44的向上突起部分78被接收在止挡元件76的中央中空部分76c中。止挡元件76和突起部分78之间的相互作用允许分别围绕和沿着轴线77的旋转和平移运动。利用保持环82将可旋转的基准环80附着到顶盖14从而基准环80可围绕止挡元件76的上端旋转。O形环84位于顶盖14中以接合止挡元件76和基准环80。这提供了密封功能并且还向止挡元件76和基准环80提供摩擦从而当调整行程长度时便于将这些元件关于彼此保持在理想位置中。通气孔86设于中央本体部分18中以连通活塞44上方的活塞腔室72，由此允许当活塞44移动至图2所示上方或打开位置时空气排出并且当活塞44移动至图3所示下方或关闭位置时将空气引入。
如图2和3进一步所示，流体接头22、24具有密封部分22b、24b，当流体接头22、24中的相应液体和处理空气供给通道94、96对齐中央本体部分18中的相应液体和处理空气供给通道52、98并且使用紧固器100、102已将夹板26固定到位时，密封部分22b、24b接合相应O形环密封件或垫圈90、92。处理空气通道98连通相应的附加空气通道104、106，该附加空气通道在该实例中被设计用于在靠近液体出口54处排出加压处理空气，由此将排出的液体雾化。可以理解很多不同类型的分配阀可结合本发明的特征，包括使用或不使用被设计用于向被排放的液体赋予任何所需特征的处理空气。
为了校准和设定阀元件40沿着轴线77往复运动的行程长度，阀元件40最初移动到图3所示的关闭位置。然后可旋转的行程控制止挡元件76顺时针旋转以向下移动下缘(如图3所示)直至下缘76a接触活塞44的上表面44b。这可使用插入止挡元件76内的互补凹槽76d中的适当工具(未示出)完成。该工具可以是专用的或独特的以便防止意外篡改。在此位置中，“零”行程长度被设定，因为止挡元件76将防止阀元件40任何向上的行进。参考图4，然后旋转基准环80直至零指示器112对齐行程基准指示器110，由此指示可旋转止挡元件76的零行程长度位置。为了然后设定所需的行程长度，使用基准环80上的散列标记作为行程长度指示器沿着逆时针方向旋转可旋转止挡元件76直至设定所需的行程长度。在该实例中，每个散列标记代表0.001英寸的行程长度。因此，如果指示器110旋转以对齐标记为“10”的散列标记，则这表示0.01英寸的行程长度。当然，例如通过改变止挡元件76和顶盖14上的螺距，可以使用其它的行程长度增量。
虽然已经通过描述优选实施例示意出本发明并且虽然以一定细节描述了该实施例，本申请人并非意在以如此细节限定或以任何方式限制所附权利要求的范围。本领域普通技术人员易于理解其它的优点和改进。本发明的各个特征可以单独使用或者根据使用者的需要和偏好而以多种组合的形式使用。根据目前已知对本发明进行了描述，以及实施本发明的优选方法。然而，本发明本身应该仅由所附权利要求所限定。
权利要求
1.一种液体分配阀，包括阀体，具有液体进口、液体出口、与所述液体进口和所述液体出口相连通的内部液体腔室；置于所述阀体中的阀座；阀元件，被安装用于在所述液体腔室中在接合所述阀座以阻止液体通过所述液体出口离开的关闭位置和脱离所述阀座以允许液体通过所述液体出口流动的打开位置之间往复运动；校准装置，与所述阀元件相联接，包括可旋转的基准环，该基准环具有第一零基准指示器和其上的另外标记以用于指示所述阀元件行程长度的增量；以及可旋转的行程控制止挡元件，该元件具有第二零基准指示器，并且能够被旋转以在零和最大行程长度之间改变所述阀元件的行程长度，其中在所述行程控制止挡元件已被调节以将行程长度设为零之后，所述第一和第二零基准指示器可被对齐，并且之后，所述可旋转的行程控制止挡元件可相对于所述基准环旋转以在零和最大行程长度之间设定所需的行程长度。
2.根据权利要求1所述的分配阀，还包括联接用以与所述阀元件一起往复运动的活塞，所述活塞具有第一和第二侧，当所述阀元件处于打开位置时第一侧止靠在所述行程控制止挡元件上并且空气腔室位于所述第二侧上以用于接收可被操作用于将所述活塞和所述阀元件移动到打开位置的加压致动空气。
3.根据权利要求2所述的分配阀，还包括压缩弹簧，作用在所述活塞的所述第一侧上并且当加压致动空气从所述腔室耗尽时能够将所述活塞和所述阀元件移动到关闭位置。
4.根据权利要求3所述的分配阀，其中所述行程控制止挡元件设于所述压缩弹簧中。
5.根据权利要求1所述的分配阀，还包括摩擦元件，设置成接合所述基准环和所述行程控制止挡元件，并且在设定零基准点和所需行程长度之后能够操作用于防止所述基准环和所述行程控制止挡元件意外地进一步旋转。
6.根据权利要求5所述的分配阀，其中所述摩擦元件还包括0形环。
7.一种液体分配阀，包括阀体，具有液体进口、液体出口、与所述液体进口和所述液体出口相连通的内部液体腔室；置于所述液体腔室中的阀座；阀元件，被安装用于在所述液体腔室中在接合所述阀座以阻止液体通过所述液体出口离开的关闭位置和脱离所述阀座以允许液体通过所述液体出口流动的打开位置之间往复运动；第一流体接头，具有第一密封部分和第一连接部分，所述第一流体接头设置成与所述液体进口形成流体连通；位于所述阀体和所述第一流体接头之间的第一密封件；夹板，可移除地固定到所述阀体并且将所述第一流体接头的所述第一密封部分夹紧到所述第一密封件并且所述第一连接部分适于联接液体导管。
8.根据权利要求7所述的液体分配阀，其中所述第一连接部分还包括用于联接柔性液体导管的第一倒刺部分。
9.根据权利要求7所述的液体分配阀，其中所述阀体还包括处理空气进口，用于将空气导向靠近所述液体出口的位置，并且还包括具有第二密封部分和第二连接部分的第二流体接头，所述第二流体接头被设置成与所述处理空气进口形成流体连通；以及设于所述阀体和所述第二流体接头之间的第二密封件，所述夹板将所述第二流体接头的所述第二密封部分夹紧到所述第二密封件并且所述第二连接部分适于联接空气导管。
10.根据权利要求9所述的液体分配阀，其中所述第二连接部分还包括用于联接柔性空气导管的第二倒刺部分。
11.一种校准液体分配阀的行程长度的方法，该液体分配阀包括可沿着行程长度在打开和关闭位置之间移动的阀元件以及可操作用于设定行程长度的校准装置，该校准装置包括其上具有行程长度基准指示器的可旋转的行程控制止挡元件和其上具有多个行程长度基准指示器的可旋转的基准环，该方法包括旋转行程控制止挡元件以可操作地接合在关闭位置中的阀元件从而防止阀元件朝向打开位置运动；旋转基准环以将其零行程长度基准指示器对齐行程控制止挡元件上的零行程长度基准指示器；以及旋转该行程控制止挡元件以脱离阀元件从而行程控制止挡元件上的行程长度基准指示器与行程基准环上的多个行程基准指示器中所需的一个对齐以设定和示出阀元件的行程长度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该阀元件还包括联接到阀杆的活塞，并且旋转行程控制止挡元件的步骤分别地还包括旋转阀元件以接合和脱离活塞。
全文摘要
一种液体分配阀(10)，具有阀体(12)、阀座(46)和可以接合阀座(46)以控制通过液体出口(54)的流动的往复运动的阀元件(40)。校准装置具有可旋转的行程控制止挡元件(76)和可旋转的基准环(80)。基准环(80)和止挡元件(76)可被初始旋转到零位置处，并且随后可旋转止挡元件(76)以设定所需的行程长度。提供一个或多个流体接头(22，24)并且使用夹板(26)将其密封到阀体。
文档编号B05B1/30GK1942249SQ200580012058
公开日2007年4月4日 申请日期2005年4月6日 优先权日2004年4月8日
发明者瓦伦·N·斯特朗, 迈克尔·A·维达尔 申请人:诺信公司