双流体筒组件的制作方法

本申请要求2017年2月2日提交的美国临时专利申请第62/453,731号的权益，其公开内容通过引用被并入本文中。

本公开总体上涉及双流体筒组件，更特别地，涉及用于将双流体筒组件内的活塞密封件和递送管连接的系统和方法。

背景技术：

通常已知单个和多个流体筒组件来分配流体材料，例如反应性粘合剂，该粘合剂通常包含两种组分，这两种组分需要保持分离并在混合后快速施用。在2002年12月6日提交的共同拥有的国际专利申请第pct/us02/39041号中公开了单个流体筒组件的示例。在例如美国专利第4,220,261号、第4,961,250号和第5,310,091号中公开了多个流体筒组件的示例。

在美国专利5,310,091中，双流体筒包括分别由外筒和内筒形成的前室和后室。活塞密封件用于分离筒内的流体。内筒在柱塞影响下的移动导致内筒和上活塞在外筒内轴向前进。内筒与活塞管流体连通，该活塞管穿过前室延伸到筒出口。内筒在外筒内的移动导致内筒和外筒中的流体被分配。为了用流体填充内筒室和外筒室，迫使流体进入筒出口中，从而迫使内筒和上活塞在外筒内轴向缩回。

在用流体填充内筒室和外筒室的过程期间，向活塞管提供了力，该力可能使活塞管从外筒脱落。虽然脱落的风险通常较低，但造成的问题的严重性可能非常高。在常规的系统中，检测活塞管是否已经从外筒脱落是困难的，并且可能包括例如气压测试或破坏性分析。气压测试涉及单独地检查外筒室中和内筒室中的气压的气压衰减，然后一起检查两个室的气压衰减。如果两个室单独地都表现出大的压力衰减并且两个室一起都不表现出大的压力衰减，则这指示活塞管已经从筒组件脱落。然而，气压测试可能耗时且昂贵，并且需要合适的测试设备。破坏性分析涉及拆卸或损坏流体筒，这可能导致流体筒不工作。

因此，需要一种改进的系统和方法，其用于为筒组件填充流体和从筒组件分配流体，并且用于检测活塞管是否已经从外筒脱落。

技术实现要素：

前述需求在很大程度上通过本申请中公开的双流体筒组件来满足。该双流体筒组件包括外筒和活塞管。外筒在轴向方向上从近端延伸到远端。外筒包括基壁和凸缘，该基壁具有内边缘。基壁被定位成朝向外筒的远端。凸缘至少部分地沿着基壁的内边缘延伸，并且限定了空腔，该空腔在轴向方向上从空腔开口延伸到空腔基部。空腔基部在轴向方向上远离基壁。活塞管具有延伸端，该延伸端位于空腔内。

双流体筒组件的替代方面包括外筒和活塞管。外筒包括基壁和凸缘。基壁具有内边缘，该内边缘限定筒出口。凸缘至少部分地沿着基壁的内边缘延伸，并且限定了空腔，该空腔在轴向方向上从空腔开口延伸到空腔基部。基壁在轴向方向上远离空腔开口，并且空腔基部在轴向方向上远离基壁。活塞管具有延伸端，该延伸端位于空腔内。

双流体筒组件的替代方面包括筒、凸缘和活塞管，该筒限定通道。凸缘联接到筒，并且限定空腔，该空腔从空腔开口延伸到空腔基部。空腔开口位于筒的通道内，并且空腔基部位于筒的外部。活塞管至少部分地位于通道内。活塞管具有延伸端，该延伸端位于空腔内。

双流体筒组件的另一个方面包括外筒、上密封件、内筒和活塞管。外筒承载第一流体，并且包括筒形外壁、基壁和凸缘。筒形壁限定通道。基壁具有内边缘，该内边缘限定筒出口。凸缘至少部分地沿着基壁的内边缘延伸，并且限定了空腔，该空腔在轴向方向上从空腔开口延伸到空腔基部。基壁在轴向方向上远离空腔开口，并且空腔基部在轴向方向上远离基壁。上密封件位于通道内，并且被构造成密封所述外筒中的第一流体。内筒承载第二流体。活塞管至少部分地位于通道内。活塞管具有延伸端，该延伸端位于空腔内。活塞管被构造成提供从所述内筒到所述筒出口的流体流动路径。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及本申请的说明性实施例的以下详细描述。为了说明本申请，在附图中示出了本公开的说明性实施例。然而，应当理解，本申请不限于所示的精确布置和手段。在附图中：

图1示出了双流体筒组件的透视图。

图2示出了沿线2-2截取的处于填充位置的图1中所示的双流体筒组件的截面图。

图3示出了沿线2-2截取的处于排空位置的图1中所示的双流体筒组件的另一个截面图。

图4是形成在内筒中的通气路径的局部的简化视图。

图5是图4中所示的内筒的右侧视图。

图6是沿着图5的线8-8截取的内筒的截面图。

图7是图4中所示的内筒的左侧视图。

图8a是图2中所示的双流体筒组件的远端的截面的放大详细视图。

图8b是图8a中所示的双流体筒组件的远端的截面的放大详细视图。

图9是双流体筒组件的远端的放大的部分透明视图。

具体实施方式

公开了一种双流体筒组件，该双流体筒组件用于分开地承载两种分离的流体，例如树脂和硬化剂。该筒组件能够与常规的混合喷嘴配合，以使得混合流体能够由标准分配装置(例如填缝枪)施加到工件。该筒组件降低了部件在操作期间脱落或断裂的风险，并且具有改进的部件之间的界面以及提高的故障检测能力。

本描述中使用的某些术语仅仅是为了方便，而不是限制性的。词语“近”和“远”通常分别指朝向和离开操作筒组件的个体的位置或方向。词语“轴向”、“径向”和“横向”表示所参考的附图中的方向。术语“大致”旨在意思是相当大的程度或很大程度上但不一定完全是所指定的内容。术语包括上面列出的词语、其派生词以及类似含义的词语。

图1示出了双流体筒组件30。筒组件30适应于由填缝枪20分配，填缝枪20包括柱塞(图中不可见)、手柄24和扳机26。筒组件30以常规方式插入填缝枪20中。在假设棘轮臂32a处于图1中所示的位置的情况下，随着将扳机26朝向手柄24挤压，柱塞22朝向筒组件30的远端28在轴向方向a上前进。如下文将更详细讨论的，柱塞22从筒组件30的近端27朝向筒组件30的远端28的移动导致位于筒组件30的外筒内的内筒的轴向移动。内筒在外筒内的轴向移动导致流体以与美国专利第5,310,091号中所公开的类似的方式通过筒出口和喷嘴(例如静态混合喷嘴)分配和施加到工件，所述专利通过引用被并入本文中。

筒组件30可以设置有通向大气的通气路径，该通气路径允许在内筒和外筒的填充过程期间将内筒和可任选的外筒中的空气排到大气中，以防止将气穴截留在其中。已知这种截留的气穴会在内筒和外筒中的流体中产生空隙，导致流体的不均匀混合，从而降低流体的性能。

图2和图3示出了筒组件30的截面图。图2中的筒组件30处于填充位置，而图3中的筒组件30处于排空位置。筒组件30包括外筒32、内筒34、具有下密封部39的一体的活塞密封件和活塞管36以及上密封件38。

如图3中所示，当内筒34处于排空位置时，可以从内筒34设置通向大气的通气路径。内筒34的填充可以通过筒出口40来完成。筒出口40包括鼻部29和肩部31。鼻部29在肩部31远侧，并且被形成为具有轴向分隔壁41的管状构件，该分隔壁41形成两个并排的室，用于实现每一种流体的填充。为了填充内筒34，通过筒出口40并通过活塞管36将流体施加到形成了内筒34的后室47中。类似地，形成在外筒32内的前室45也通过筒出口40而被填充。

图4至图7示出了内筒34。内筒34包括圆形基板42和筒形侧壁44。杆46(也被称为“分隔杆”或“排出杆”)从基板42向远侧突出并延伸到内筒34的筒形侧壁44的口43。狭槽48例如是形成在内筒34的基板42中的径向狭槽。形成在内筒34的基板42中的狭槽48在轴向方向a上沿着筒形侧壁44部分地向上延伸，如附图标记50所示。狭槽48和50被构造成允许内筒34中截留的空气沿着内筒34的筒形侧壁44向上逸出，并通过形成在内筒34的口43处的一个或多个凹口52排放到内筒34的外部。形成在外筒32的内侧壁中的一个或多个轴向狭槽54(参见图3)允许来自内筒34的空气通过轴向狭槽54逸出到大气中。随着活塞密封件和活塞管36的下密封部39移动离开图3中所示的排空位置，通气路径被关闭。活塞密封件和活塞管36的下密封部39可以形成有例如用于接纳o形环(未示出)的周向狭槽(未示出)。下密封部39将内筒34中的流体密封以使其与筒组件30的其余部分隔离。

图8a示出了图2中所示的外筒32的远端28a的详细截面图。外筒32被形成为筒形构件，其具有基壁33和筒形侧壁35。基壁33被定位成朝向外筒32的远端28a，并从筒形侧壁35向内在径向方向上延伸。径向方向可以大致垂直于轴向方向a。基壁33具有外边缘77，该外边缘77绕基壁33的周边延伸。筒形侧壁35从外边缘77向近侧延伸，并限定了通道49，该通道49穿过外筒32从近端27a朝向远端28a延伸(参见图2)。筒形侧壁35的直径略大于内筒34的直径，以允许内筒34在通道49内自由轴向移动。

外筒32可以联接到筒出口40或与筒出口40一起形成，该筒出口40用于填充内筒34和外筒32以及分配来自内筒34和外筒32的流体。外筒32包括凸缘56，该凸缘56用于连接到活塞管36。凸缘56和活塞管36之间的连接大致防止前室45或后室47中的任何流体混合。在一个方面，凸缘56与外筒32一体形成并与基壁33相邻。活塞密封件和活塞管36包括递送管部37和延伸端部57。递送管部37形成了从内筒34到筒出口40的导管。递送管部37可以具有筒形形状。内筒34中的流体通过递送管部37并通过内开口58分配到筒出口40。外筒32中的流体被分配到外开口60中。因此，沿着外筒32的基壁33形成的内开口58和外开口60与轴向分隔壁41一起允许来自内筒34和外筒32的流体并排地分别从筒出口40排放出来。

凸缘56包括内凸缘壁70、外凸缘壁72以及将内凸缘壁70连接到外凸缘壁72的基凸缘壁74。凸缘56至少部分地沿着基壁33的内边缘76延伸。凸缘56可以绕轴向方向a周向延伸。

内凸缘壁70、外凸缘壁72和基凸缘壁74在凸缘56内限定了空腔78。空腔78在轴向方向a上从空腔开口80延伸到空腔基部82。空腔开口80通向由外筒32限定的通道49。内凸缘壁70具有绕轴向方向a周向延伸的内凸缘表面84，以限定内开口58和凸缘通道86。内凸缘壁70可以连接到筒出口40的肩部31以及轴向分隔壁41。凸缘通道86与内开口58和递送管部37流体连通，使得从内筒34分配出的流体通过递送管部37、凸缘通道86和内开口58流到筒出口40。

空腔78被构造成将活塞密封件和活塞管36的延伸端部57接纳在其中。在一个方面，延伸端部57可以限定绕延伸端部57延伸的至少一个周向狭槽88。凸缘56可以在空腔78内限定至少一个配合狭槽90。所述至少一个配合狭槽90可以与所述至少一个周向狭槽88协作。所述至少一个配合狭槽90和所述至少一个周向狭槽88之间的协作可以在凸缘56和活塞管36之间形成卡扣夹。也可以使用粘合剂来将活塞管36进一步固定在凸缘56的空腔78内。

基凸缘壁74定位成远离基壁33，使得凸缘56从基壁33在轴向方向a上突出。在一个方面，空腔基部82也可以被定位成在轴向方向a上远离基壁33，使得空腔基部82在外筒32的外部。当活塞管36位于空腔78内时，延伸端部57可以在轴向方向a上延伸超过基壁33。延伸端部57可以与空腔基部82相近或接触。

空腔开口80可以被定位成比基壁33离外筒32的近端27a近，使得基壁33在轴向方向a上远离空腔开口80。在这种构造中，基壁33在轴向方向a上位于空腔开口80和空腔基部82之间。可替代地，空腔开口80可以与基壁33共面或齐平。

筒出口40的肩部31可以附接到凸缘56并附接到轴向肩92。轴向肩92从基壁33在轴向方向a上延伸。可替代地，肩部31可以附接到凸缘56并直接附接到基壁33。肩部31形成了第一流动通道94的一部分以及第二流动通道96的一部分。第一流动通道94与内开口58流体连通，并且第二流动通道96与外开口60流体连通。肩部31可以从轴向方向a成角度地偏移，从而至少形成部分圆锥形的形状。

在一个方面，筒组件30的每一个部件可以一体形成在一起，以形成单个结构，该单个结构可以由单种材料或多种材料形成。可替代地，筒组件30的每一个部件可以是联接在一起的单独部件，或者一些部件可以一体形成在一起以形成单个结构，该单个结构再与其它部件联接在一起。

在操作中，可以通过筒出口40以第一流体填充内筒34。特别地，可以将填充管(未示出)插入筒出口40中并插入内开口58中。如上所述，内开口58与活塞管36的递送管部37流体连通，该递送管部37又与内筒34流体连通。当内筒34处于图3中所示的位置时，通气路径通向大气。特别地，在该位置中，随着第一流体填充内筒34，空气被推出外筒32的后部。在美国专利第7,506,783号中描述了一种具有带通气狭槽的通气路径的筒组件，该专利的内容通过引用被并入本文中。

在内筒34被第一流体填充的同时，力被施加到活塞管36，该力在离开凸缘56的方向上拉动活塞管36。施加到活塞管36的力包括例如第一流体在内筒34上的力以及随着内筒34朝向外筒32的远端27a滑动而在下密封件38和递送管36之间的摩擦力。应当理解，在以第二流体填充前室45之前，以第一流体填充后室47，或者可以同时填充后室47和前室45。如果前室45被过度填充，下密封件38可以接触上密封件39，从而向活塞管36施加额外的力。由下密封件38施加的力可以高达或超过625磅(例如前室45中的填充压力为300磅/平方英寸)。每一个施加的力拉动活塞管36离开凸缘56。

空腔78从空腔基部82到空腔开口80延伸至最佳距离，以使活塞管36在填充操作期间从凸缘56的空腔78移除的风险最小化。在一个方面，空腔基部82和空腔开口80之间的距离至少为2.5毫米。优选地，空腔基部82和空腔开口80之间的距离至少为8毫米。空腔78延伸的距离在活塞管36的延伸端部57与空腔78之间提供了额外长度的界面，这提供了增加的活塞管36在空腔78内的保持力，为延伸端部57和空腔78之间的改进的或额外的保持界面特征提供了额外长度，并且提供了通过增加内开口58和外开口60的尺寸来改善通过筒出口40的流体流动的选项。

空腔基部82和空腔开口80之间的距离也可以与凸缘56的直径相关。例如，可以基于内凸缘壁70的内表面79的直径来选择空腔基部82和空腔开口80之间的距离。内表面79限定空腔78的至少一部分。在一个方面，从空腔基部82到空腔开口80的距离与内表面79的直径之间的比率大于0.19。在一个替代方面，从空腔基部82到空腔开口80的距离与内表面79的直径之间的比率在0.5至0.7之间。例如，如果内表面79的直径是10毫米，则空腔基部82和空腔开口80之间的距离应该在5毫米至7毫米之间。在优选方面，从空腔基部82到空腔开口80的距离与内表面79的直径之间的比率在0.6至0.65之间。在进一步优选方面，从空腔基部82到空腔开口80的距离与内表面79的直径之间的比率为0.62。

图8b示出了凸缘56的详细截面图，其中活塞管36的延伸端57位于凸缘56内。延伸端57可以包括至少一个密封圆缘98。密封圆缘98从延伸端57朝向凸缘56突出。密封圆缘98可以接触内凸缘壁70、外凸缘壁72和/或基凸缘壁74。在一个方面，密封圆缘98可以被定位成朝向延伸端57的远端。密封圆缘98和凸缘56之间的接触可以大致防止前室45和后室47中的流体混合。

图9示出了外筒32的远端28a的部分透明视图。凸缘56包括半透明材料，例如聚丙烯。半透明材料可以允许人或视觉系统通过凸缘56至少部分地看到空腔78内。活塞管36可以包括不透明材料。活塞管36的材料是与凸缘56的颜色不同的颜色。此外，优选的是，活塞管36的材料的颜色不同于室45和47内的流体的颜色。当活塞管36的延伸端57位于空腔78内时，位于筒组件30外部的人或视觉系统可以看到空腔78内的活塞管36。如果活塞管36从凸缘56脱落，则位于筒组件30外部的人或视觉系统可以看到活塞管36脱落。观察筒组件30内的活塞管36提供了评估筒组件30是否完全完整的快速方法，而不需要较复杂或侵入性的测试。应当理解，外筒32的其它部件(包括基壁33和筒形侧壁35)可以包括半透明材料。

在一个方面，外凸缘壁72和/或基凸缘壁74可以具有薄的厚度。例如，外凸缘壁72和基凸缘壁74的厚度可以小于外筒32的基壁33的厚度。外凸缘壁72和/或基凸缘壁74的薄的厚度可以增加人或视觉系统对空腔78内活塞管36的存在情况的可见性。

在以第一流体填充内筒34之后，可以以第二流体填充外筒32。外筒32也通过筒出口40但并通过外开口60被填充。在内筒34和外筒32被填充之后，人或视觉系统能够查看凸缘56，以验证活塞管36没有从外筒32脱落。可以使用帽盖(未示出)来封闭筒组件30的筒出口40。

然后，可以通过填缝枪20分配筒组件30中的流体，如图1中所示。在操作中，随着柱塞22朝向筒组件30的远端28在轴向方向a上前进，内筒34朝向筒出口40在轴向方向a上移动。随着内筒34在轴向方向a上前进，来自内筒34的第一流体被迫使通过凸缘通道86、内开口58和第一流动通道94进入活塞管36中并到达筒出口40。随着内筒34在轴向方向a上前进，上密封件38朝向筒出口40在轴向方向a上前进。最初，当筒组件30充满时，上密封件38和下密封部39是并排的。然而，随着内筒34在轴向方向a上前进，内筒34在轴向方向a上推动上密封件38，这迫使外筒32中的第二流体通过外开口60和第二流动通道96从筒出口40分配出来。

应当理解，前面的描述提供了所公开的系统和方法的示例。然而，可以设想，本公开的其它实施方式可以在细节上不同于前述示例。对本公开或其示例的所有引用都旨在引用此时正在讨论的特定示例，而不旨在更普遍地暗示对本公开范围的任何限制。对于某些特征的所有区别和贬损的语言旨在表明对这些特征缺乏偏好，但除非另有说明，否则并不将这些特征完全排除在本公开的范围之外。