具有集成阀座的喷涂机的制作方法
【专利摘要】流体喷涂机包括流体源、喷嘴梢、泵以及出口止回阀组件。喷嘴梢具有流体出口孔，泵被布置以将流体从流体源泵送出流体出口孔。出口止回阀被布置在泵与喷嘴梢之间，并且包括密封元件、座以及聚合物壳体。座被对准以接收密封元件，并且聚合物壳体绕座包覆成型。
【专利说明】
具有集成阀座的喷涂机
技术领域
[0001]本发明大致涉及流体喷涂系统。更具体地，本发明涉及流体喷涂机中用于阀座的包覆成型(overmolded)座壳体。
【背景技术】
[0002]流体喷涂系统通用于多种多样的应用，从工业组件到家用涂装。手持式喷涂机能够由人操作者使用，而自动式喷涂机典型地用于机械化制造工艺。喷涂机通常具有位于或靠近喷出口的至少一个止回阀。这种阀被偏压关闭，以防止流体未被喷涂时泄漏。流体喷涂系统内的出口阀和其他阀包括阀座，其接收密封元件，例如球状件(在球阀的情况下)或者针状件(在针形阀的情况下)。这些阀座一般被插入和使用粘合剂附接至刚性阀壳体中。阀组件内阀座的略微不对准会容易地发生，迫使密封元件横向平移，以与阀座对准。该平移增加了将密封元件与座对准所需的轴向力，从而改变阀打开处的压力。
【发明内容】
[0003]在第一实施例中，流体喷涂机包括流体源、喷嘴梢、栗、以及出口止回阀组件。喷嘴梢具有流体出口孔，栗被布置以将流体从流体源栗送出流体出口孔。出口止回阀被布置在栗与喷嘴梢之间，并且包括密封元件、座、以及聚合物壳体。座被对准以接收密封元件，聚合物壳体绕座包覆成型。
[0004]在第二实施例中，形成用于流体喷涂机的止回阀组件的方法包括制作阀座、将阀座夹固在前销和后销之间、绕被夹固的阀座组装模具、使座壳体绕被夹固的阀座注塑成型、以及将夹具和模具从壳体移除。
【附图说明】
[0005]图1是流体喷涂机的立体图。
[0006]图2是图1的流体喷涂机的截面图，示出了喷涂机的阀组件和流体通道。
[0007]图3是用于图2的阀组件的组装结构的简化截面图。
[0008]图3是示出了使用图3的组装结构来组装图2的阀组件的方法的流程图。
[0009]虽然上述图列举了本发明的几个实施例，如上所述，其他实施例也是可以预期的。在所有情况下，本公开通过表现和非限制的方式表现本发明。应当理解，本领域技术人员能够想到落入本发明的原则范围和精神内的很多其他修改和实施例。附图可以不是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0010]本发明涉及流体喷涂机，例如手持式涂装喷涂系统。喷涂机具有注油阀，其用于填装流体用于栗送；以及出口止回阀，其用于限制流体流经喷嘴梢的出口孔。出口止回阀和注油阀均包括密封元件，其支承在位于包覆成型聚合物壳体内的刚性阀座上。这些壳体的包覆成型容许阀座非常精确地对准和组装，而不需要粘合剂。
[0011]图1是根据本发明的一个实施例的喷涂机10(手持式流体喷涂机)的立体图。喷涂机10包括主体12、源14、握把16、触发器18、喷嘴20、喷嘴梢22(具有出口孔24)和22’、防护件26、注油阀组件28、基座30、电源线32、存储槽34、以及栗36。在所描述的实施例中，喷涂机10能够例如是电子喷涂设备，用于与油漆、溶剂或者其他流体一起使用。尽管喷涂机10被示出为手持式设备，固定式或者机器驱动式喷涂机也能够利用本发明的喷嘴梢。
[0012]喷涂机10的主体12包括栗送元件，其适于将流体从源14朝向喷嘴20驱动并且将流体从喷嘴梢22的出口孔24排出。在所描述的实施例中，主体12容纳栗36。例如，栗36能够是电子机动化栗，其通过电源线32或者从集成电池组(未显示)接收电能。握把16为人使用者提供手持。当使用者按下触发器18时，喷涂机10将流体从源14抽出通过主体12，并且将这些流体通过喷嘴20排出。触发器18例如能够致动栗36。栗36例如可以是能够以超过360psi的峰值压力操作的高压栗。在一个实施例中，喷涂机10额定压力高达2000psi，并且具有约100psi的平均操作压力，约1500psi的峰值操作压力。尽管源14被描述为由主体12承载的大致圆柱形流体容器，源14的替换实施例能够包括其他形状和尺寸的容器，以及可连接至外部流体供给的流体线或软管。源14能够例如是一次性油漆容器，例如收缩袋(deflatingbag)。注油阀组件28能够被用于在将流体从源14喷涂之前将栗送元件填装在主体12内。
[0013]喷嘴20容纳喷嘴梢22。喷嘴梢22能够例如是可移除元件，其带有可插入喷嘴20的大致圆柱形部分，以提供期望的喷涂图案，如以下针对图2进一步具体描绘和描述的。喷嘴梢22包括出口孔24，将喷涂流体雾化并限定喷涂图案的磨制或以其他方式机械加工的窄孔。喷涂机10能够接收各种喷嘴梢22，例如能够产生适于不同应用的不同喷涂图案的带有不同出口孔24的喷嘴梢22和22’。例如，当需要精确喷涂时，产生宽喷涂图案的喷嘴梢22能够被产生窄喷涂图案的喷嘴梢22’替换出。在所描述的实施例中，基座30为电源线32提供连接点，并且容纳用于这种存储或者替换的喷嘴梢22’的存储槽34。喷嘴20被防护件26(刚性或半刚性定位元件)保护。在所描述的实施例中，防护件26是位于喷嘴梢22的前方的椭圆形框架。
[0014]图2是喷涂机10通过图1的剖面线S-S的部分的截面图。图2描绘了喷嘴梢22、出口孔24、防护件26、注油阀组件28、主栗壳体100、主栗腔室102、以及出口止回阀组件104和注油销106。出口止回阀组件104包括出口止回阀密封元件108、出口止回阀座110、出口止回阀杆112、出口止回阀偏压元件114、主出口止回阀壳体116(其限定出口止回阀腔室118)、出口止回阀座壳体120、梢壳体122以及螺母124。注油阀组件28包括注油阀密封元件126、注油阀座128、注油阀杆130、注油阀偏压元件132、注油阀杆壳体134、注油阀盖136、以及注油阀座壳体138 (其限定注油阀腔室140)。
[0015]主栗腔室102与栗36(未显示；参见图1)相连接，以将流体从源14抽出到主栗腔室102中，并且将流体推出喷嘴梢22的出口孔24。注油阀组件28能够通过移除注油销106(位于注油阀盖136中)而被打开，由此将流体从源14向上抽出进入主栗腔室102并且容许流体通过出口孔24的标准栗送开始。出口止回阀组件104和注油阀组件28是压力致动式止回阀组件，其响应于喷涂机10内的高的内部流体压力而打开。注油阀组件28仅在注油销106从注油阀杆130脱离时才打开。出口止回阀组件104防止流体通过喷嘴梢22的出口孔24泄漏或者滴落。为了这一目的，出口止回阀组件104的出口止回阀密封元件108位于接近喷嘴梢22，使得出口孔24和与口止回阀密封元件108之间的流体体积是低的。
[0016]在普通操作期间，出口止回阀密封元件108和注油阀密封元件126分别通过出口止回阀杆112和注油阀杆130抵靠出口止回阀座110和注油阀座128被保持。出口止回阀杆112和注油阀杆130分别依次被出口止回阀偏压元件114和注油阀偏压元件132偏压至“关闭”位置。在示出的实施例中，注油阀偏压元件132和出口止回阀偏压元件114是弹簧，其被布置为分别与注油阀杆130和出口止回阀杆112共轴。出口止回阀密封元件110和注油阀密封元件126能够例如是阀球，如图所示。在替换实施例中，出口止回阀密封元件108和注油阀密封元件126能够例如是分别与出口止回阀座110和注油阀座128上的对应表面匹配的销或者其他形状(参见图3，如下所述)。出口止回阀杆112沿出口止回阀壳体116内的轴线Ao往复，该止回阀壳体116限定出口止回阀腔室118。止回阀腔室118内的流体压力超过阈值致动值?3_克服了出口止回阀偏压元件114施加的大致恒定的关闭力，导致出口止回阀密封元件108从出口止回阀座110撤回，打开出口止回阀组件104。注油阀组件28类似地操作，而注油阀销106被脱离:注油阀杆130沿轴线AP往复，从而容许注油阀密封元件126与注油阀座128分离。
[0017]出口止回阀座110和注油阀座128是刚性耐用元件，其具有分别适于以严密密封的方式接收密封元件108和126的几何形状。在一个实施例中，出口止回阀座110和注油阀座128由碳化钨坯形成，其被磨制或者以其他方式机械加工，以分别与密封元件108和126平滑匹配。
[0018]出口止回阀座110位于出口止回阀座壳体120内，聚合物元件绕出口止回阀座110包覆成型，如以下针对图3和4所描述的。出口止回阀座壳体120能够例如由缩醛或尼龙形成。在所描述的实施例中，出口止回阀座壳体120进而位于梢壳体122内，梢壳体122通过螺母124被固定到主出口止回阀壳体116。螺母124和/或梢壳体122能够例如由铸铝形成。注油阀座128类似地位于注油阀座壳体138内，聚合物元件绕注油阀座128包覆成型。在所描述的实施例中，注油阀座壳体138被注油阀杆壳体穿入，该注油阀杆壳体围绕注油阀杆130并保持注油阀偏压元件132。
[0019]出口止回阀座壳体120和注油阀座壳体138分别保持出口止回阀座110和注油阀座128，而不需要粘合剂。而且，出口止回阀组件104和注油阀组件28的包覆成型设计使出口止回阀座110和注油阀座128分别更加精确地与轴线Ao和Ap对准。这种精确对准减少了将出口止回阀密封元件108和注油阀密封元件126与它们各自的座对准所需的横向移动程度，从而减小由于不对准而导致的出口止回阀组件104和注油阀组件28的打开压力变化。出口止回阀组件104和注油阀组件28的包覆成型设计由此容许喷涂机10以精确设定的压力(S卩，精确地以PacrtCl)致动。
[0020]图3是用于出口止回阀座壳体120或者注油阀座壳体138的制作的组装结构200的简化示意图，并且图4是示出方法300的流程图，方法300是使用组装结构200来制作出口止回阀座壳体12 O和/或注油阀座壳体13 8的方法。图3示出了出口止回阀座110或注油阀座128、出口止回阀座壳体120或注油阀座壳体138、模具202、前销204、后销206、座面208、座孔210、前销直径Df、后销直径Dr、孔直径Da、以及座直径Ds。
[0021 ] 在出口止回阀座壳体120或者注油阀座壳体128能够被组装之前，出口阀座110和/或注油阀座128被制作，例如通过磨制或以其他方式机械加工碳化钨坯，以具有座孔206和座面208(步骤51)。出口阀座110和/或注油阀座128具有座直径Ds。座孔206沿轴线A(对应于出口止回阀组件104的轴线Αο、或者注油阀组件28的轴线Ap)延伸而完全通过出口止回阀座110或注油阀座128，并且起到通过出口止回阀座110和/或注油阀座128的流体通道(具有直径03)的作用。座面208的轮廓被设计为与对应的出口止回阀密封元件108或者注油阀密封元件126平滑匹配。
[0022 ] 如上针对图2所述，出口止回阀座壳体120绕出口止回阀座110包覆成型，且注油阀座壳体138绕注油阀座128包覆成型。这通过将出口止回阀座110或者注油阀座128夹固在前销204与后销206之间而完成(步骤52)。前销204和后销206具有匹配出口止回阀座110或注油阀座128的对应面的几何形状，前销204尤其匹配密封面208。在示出的实施例中，后销206延伸进入座孔210，以对准出口止回阀座110或注油阀座128。在替换实施例中，前销204能够替代地延伸进入座孔210，或者前销204和后销206能够从相反侧都延伸进入座孔210。
[0023]一旦出口止回阀座110或注油阀座128被固定在前销204与后销206之间，模具202绕出口止回阀座110或注油阀座128组装(步骤53)。尽管利用矩形截面示意性地描述模具202，但模具202能够事实上具有限定出口止回阀座壳体120或注油阀座壳体138的外轮廓的复杂形状。模具202能够例如由两个或更多个部分形成，这些部分绕出口止回阀座110或注油阀座128组装。熔化或未固化的聚合物(例如缩醛或尼龙)之后被注入模具202中，以形成出口止回阀座壳体120或者注油阀座壳体138，绕出口止回阀座110或者注油阀座128包覆成型(步骤54) ο前销直径Df确定由出口止回阀座壳体120或注油阀座壳体138限定的流体通道的最终前部直径，而后销直径Dr确定同一流体通道的最终后部直径。在所描述的实施例中，Df>Dr>Da>Ds，使得座孔210限定该流体通道内的最窄颈部，并且座壳体120或128绕座120或138包覆成型。与DjPDa相比，Df较大，从而提供距出口止回阀密封元件108或注油阀密封元件126的间隙。一旦注塑成型完成，出口止回阀座壳体120或注油阀座壳体138的聚合物被冷却，模具202、前销204和后销206被撤回并且所完成的工件能够被移除(步骤55)。
[0024]如上针对图2所述，出口止回阀座壳体120和/或注油阀座壳体138的包覆成型设计容许出口止回阀座110和/或注油阀座128精确地对准，使得出口止回阀组件104和注油阀组件28以精确的阈值压力致动。与经由粘合剂安装喷涂机阀座的现有方法相比，喷涂机10包括分别围绕并保持阀座110和128的座壳体120和138，具有高精确度和低成本。
[0025]可能的实施例的讨论
[0026]以下是本发明的可能的实施例的非排他描述。
[0027]流体喷涂机包括:流体源;喷嘴梢，其具有流体出口孔;栗，其布置为将流体从流体源栗送出流体出口孔；以及出口止回阀组件，其布置在栗与喷嘴梢之间，出口止回阀组件包括密封元件、被对准以接收密封元件的座、以及绕座包覆成型的聚合物壳体。
[0028]另外地和/或替换地，前述段落的流体喷涂机能够任选地包括以下特征、配置和/或另外组件中的任意一个或多个:
[0029]前述流体喷涂机的进一步实施例，进一步包括注油阀组件，其与流体源和栗流体连通。
[0030]前述流体喷涂机的进一步实施例，其中注油阀组件包括第二密封元件、被对准以接收第二密封元件的第二座、以及绕第二座包覆成型的第二聚合物壳体。
[0031]前述流体喷涂机的进一步实施例，其中座由碳化钨形成。
[0032]前述流体喷涂机的进一步实施例，其中聚合物壳体由缩醛或尼龙形成。
[0033]前述流体喷涂机的进一步实施例，进一步包括沿座和密封元件的共同轴线布置的杆和偏压兀件。
[0034]前述流体喷涂机的进一步实施例，其中栗的额定压力为至少360psi。
[0035]形成用于流体喷涂机的止回阀组件的方法，该方法包括:制作阀座;将阀座夹固在具有第一直径的前销与具有第二直径的后销之间；将模具绕所夹固的阀座组装;绕所夹固的阀座使座壳体注塑成型；以及将夹具和模具从壳体移除。
[0036]另外地和/或替换地，前述段落的方法能够任选地包括以下特征、配置和/或另外组件中的任意一个或多个:
[0037]前述方法的进一步实施例，其中制作阀座包括机械加工碳化钨坯，以形成匹配止回阀组件的密封元件的座面以及延伸通过阀座且位于座面中央的座孔。
[0038]前述方法的进一步实施例，其中座孔具有比第一直径和第二直径小的孔直径。
[0039]前述方法的进一步实施例，其中夹固阀座包括将前销和后销中的至少一个的部分插入座孔中。
[0040]前述方法的进一步实施例，其中使座壳体注塑成型包括将熔化的缩醛或尼龙注入模具中。
[0041]前述方法的进一步实施例，其中第一直径大于第二直径。
[0042]总结
[0043]在此使用的诸如“基本上”、“本质上”、“主要”、“约”和类似术语的程度的任何相对术语或措词应该根据在此规定的任何适用的限定或限制来理解且受到该限定或限制。在所有情况下，在此使用的程度的任何相对术语或措词应该被理解为广泛地包含任何相关的公开实施例以及本领域技术人员从本公开的整体来看能够理解的范围或改变，以包含普通的制造公差变化、偶然的对准变化、由热、旋转或振动操作条件引起的对准或形状变化等等。
[0044]虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不背离本发明的保护范围的情况下可以作出各种改变且等效形式可以代替其元件。另外，可以作出许多变型以使特定的情况或材料适用于本发明的教导而不背离本发明的实质保护范围。因此，这意味着本发明不限于公开的特定实施例，而是将包括落入所附权利要求的保护范围内的所有实施例。
【主权项】
1.一种流体喷涂机，包括: 流体源； 喷嘴梢，其具有流体出口孔； 栗，其被布置成将流体从所述流体源栗送出所述流体出口孔；以及 出口止回阀组件，其被布置在所述栗与所述喷嘴梢之间，所述出口止回阀组件包括密封元件、被对准以接收所述密封元件的座、以及绕所述座包覆成型的聚合物壳体。2.如权利要求1所述的流体喷涂机，进一步包括注油阀组件，其与所述流体源和所述栗流体连通。3.如权利要求2所述的流体喷涂机，其中所述注油阀组件包括第二密封元件、被对准以接收所述第二密封元件的第二座、以及绕所述第二座包覆成型的第二聚合物壳体。4.如权利要求1所述的流体喷涂机，其中所述座由碳化钨形成。5.如权利要求1所述的流体喷涂机，其中所述聚合物壳体由缩醛或尼龙形成。6.如权利要求1所述的流体喷涂机，进一步包括杆和偏压元件，其沿所述座和所述密封元件的共同轴线布置。7.如权利要求1所述的流体喷涂机，其中所述栗的额定压力为至少360psi。8.一种形成用于流体喷涂机的止回阀组件的方法，所述方法包括: 制作阀座； 将所述阀座夹固在具有第一直径的前销与具有第二直径的后销之间； 绕所夹固的阀座组装模具； 绕所夹固的阀座使座壳体注塑成型；以及 将夹具和所述模具从所述壳体移除。9.如权利要求8所述的方法，其中制作所述阀座包括机械加工碳化钨坯，以形成匹配所述止回阀组件的密封元件的座面以及延伸通过所述阀座并在所述座面内对中的座孔。10.如权利要求9所述的方法，其中所述座孔具有比所述第一直径和所述第二直径小的孔直径。11.如权利要求9所述的方法，其中夹固所述阀座包括将所述前销和所述后销中的至少一个的部分插入所述座孔。12.如权利要求8所述的方法，其中使所述座壳体注塑成型包括将熔化的缩醛或尼龙注入所述模具中。13.如权利要求8所述的方法，其中所述第一直径大于所述第二直径。
【文档编号】B05B1/00GK105980066SQ201580003259
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】S·D·贝克尔, C·J·沃伊切霍夫斯基, H·D·约翰逊
【申请人】固瑞克明尼苏达有限公司