选择性操作的恒流量阀的制作方法

专利名称：选择性操作的恒流量阀的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及流体阀，特别涉及一种调节阀，其在可变流体入口压力高 于选定的阈值时动作从而以恒定的输出压力和流速传送流体。闭合机构可选择 性地操作来符合该阀的正常压力响应调节功能，或者通过以高于或低于该阈值 的入口压力使该阔维持在关闭状态来超^^制这种功能。
2. 现有技术
在美国专利6， 026， 850和6， 209， 578中描述了已知的调节阀的实施例。 这种阀通常在流体入口压力低于阈值时关闭，并且在可变流体入口压力高于阈 值时以调节模式操作从而以恒定的出口压力和流量传送流体。然而，在流体入 口压力高于阈值时，这些阀保持开启并且不能作为截止阀，这使得有必要使用 另夕卜的制虫操作的阀来获得这种附加的功能。

发明内容
根据本发明的一方面，已知的调节阀被改为包括闭合机构，其被配置和安 排用来超驰调制该阀的调节模式并在流体入口压力低于和高于阈值时使该阀保 持关闭。该闭合机构可以选择性的失效从而允许该阀呈现用它正常的压力响应 的调节功能。
根据本发明的又一方面， 该阀的弹簧室的排放口具有密封件，其允许
5空气逸出并进入弹簧室，但在该阀膜片破损的情况下阻止液体从弹簧室泄漏出 去。
根据本发明的另一方面，泄压装置用来在该阀关闭时释放低于该阈值的剩 余流体的入口压力。
根据本发明的另一方面，多个阀元件被预先装配为整体组件，其作为最终 组件配置和安排接到外部壳体结构上。
根据本发明的更多方面，该阀一体形^E便携式喷雾器的触发组件上。 本发明的这些及其他的特征，方面和附带的优点将参考附图进一步详细描
述，其中


图1是根据本发明的一个实施例的调节阀的截面图，该阀处于打开状态； 图2是根据本发明的调节阀的第二个实施例的截面图，该阀也处于打开状
态；
图3 ^!31图1和2中示出的排放密封件截取的放大比例的截面图4是图3中沿线44截取的平面图5和6 M31排放密封件的可选实施例的截面图7是带有结合根据本发明的调节阀的触发组件的便携式喷雾器的示意图8是图7中示出的触发组件的放大截面图9是图8中示出的压力释放机构的放大截面图IO是根据本发明的阀的可选实施例的截面图； 图11是图10中示出的阀的各组件的分解图12是图11中的沿线12—12截取的局部正视图；及 图13A-13C是类似于图12中的连续视图，其图示了杯形基座在图10和11 中示出的调节阀的盖子中盼决速接合。
具体实施例方式
首先参考图l，根据本发明的调节阀通常用10表示。该阀包括外壳，激卜 壳具有 接外部》去兰16、 18鹏接至lj杯形基座14的盖子12。
该壳体由隔离壁22内部细分为头部24和基部26。盖子12中的进口 28适合于连接到流体供纟娥备(未示出)，该设备具有从低于阈f鼓化到高于的压力。
进口 28和位于隔离壁22中的中心端口 30 ，与阀的中心线A,同轴对齐。出 口31设置在盖子12中，并沿横切于第一轴线A,的第二轴线排列。虽然该轴线 A2图示为相对于轴线A,呈90°，应当理解的是轴线A2可以以相对于轴线A,呈
任何角度以便适于该阀的各种应用。
调节组件32将基部内部细分为与弹簧室23"隔离的流体室23'。该调节组件 用来防止当进口 28处的流体压力低于阈值压力日中流体流过阀。当进口处的流体 压力超过阈fffi力时，该调节组件用来调节从头部24 ffiil端口 30 、駄室23' 并以恒定的出口压力和流3IM出口 31的流体流。该出口 31或下游管口或限 流器(未示出)用来在流体室23'中产生背压。
该调节组件32包括由空心壳体34和中A祸塞36组成的活塞。该活塞被支 撑Mam性环形膜片38进行沿轴线A,的相对方向的运动。膜片的内圆周夹 持在壳体34和插塞36之间。杯形基座14具有容纳在盖子12中的圆柱^H部 14'。膜片的外圆周夹持在壁部14'的上轮缘15和位于盖子上向内突出的内部台 肩17之间。膜片的夕卜圆周从而作为盖子12和基座14之间有效的密封。
活塞插塞36上的活塞杆40穿过端口 30突出到头部24中。活Sff上的大 头42具有锥形的下侧44，该下侧与隔离壁的锥形表面46共同作用以将通过端 口 30的流动路径的尺寸调节为输入段中可变流体压力的反函数，从而能够以恒 定的压力和流速将流^^俞送到出口 31 。
弹簧室23〃中的压縮弹簧48被夹持在壳体34的下侧表面和外壳基座14的 底壁52之间。该弹割每调节组件32朝向隔离壁22推动。当流体进口压力低于 阈〈躯力时，弹簧48用来推动膜片38 ，隨在位于隔离壁22下侦啲密封环49 上，因此防止流体M端口 30和流体室23'从头部24流到出口 31 。当流体进口 压力超过阈值压力时，弹簧48的弹性闭合力被克服，允许该调节组件离开隔离 壁，并且允许开始共同作用的锥形表面44、 46的调节功能。底壁52中的开口 50用来将膜片38下方的容量排放到周围的大气。
操作^S包括安装到该杯形基座14下侧的电磁铁54。该电磁铁包括围绕磁 芯58的磁铁56。杆60从该磁芯沿轴线A,突出到该弹簧室23"中并在其中以平 头部62结束。闭^g包括第二压縮弹簧64，该弹簧围绕该杆60并被夹持在 该头部62和位于该基座14的底壁52上的环形内部凸台66之间。弹簧64的闭
7合力超ii^单簧48的闭合力。
如图中所示的状态下，该磁铁56lM磁以轴向撤回该磁芯58，从而克服弹簧64的压縮力向下拉动头部62并离开插塞34的下侧。这就允许调节组件32如上面所描述的那样执行它正常压力的调节功能。
如果磁铁56去磁，该弹簧64将向上推动头部62抵翻塞34的底部，其有足够完成该阀的正常调节功能的闭合九这导 片组件32被提升从而将膜片38压在位于隔离壁22上的环形向下突出的密封环49上。这反过来P耻流体从头部24 il31端口 30和流体室23'到出口 31的通流。环形凸缘70用作阻挡件以限制芯58的向上运动，这就保护膜片38不致太紧地压在该密封环49上。在进口压力高于阈值压力时弹簧64的闭合力足够使该膜片38保持抵接该密封环49。
在图2中示出的可选实施例中，该杆60'穿过底壁52并以底部63结束，该底部通过安装成绕销69 ，似物枢转的杠杆68工作。向上移动该杠杆导致该杆60'向下推动。
根据前面戶，，可以看到的是，该阀10可以通过以下方5tffl作截止阀，即简单的允许弹簧64克服弹簧48并使调节组件32的膜片38与底壁22上的环49保持密封接触。通过使弹簧64的闭合力失效，或者通ffl]磁图1中的磁铁54或手动操作图2中的杠杆68，该阀适应于在入口压力高于阈值时采用它正常的压力响应调节功能。
正如另外参考附图3和4可以最好的看到，透气的疏水密封件72 SM该排放口 50。该密封件可以包括膨胀的聚四氟乙烯(ePTFE)薄膜，或者{5{可其他酌的i^K隔膜，其允许空气逸出和再駄弹簧室23"，但御莫片38失效和液体駄该弹簧室的情况下，该隔勵每防止液体m排放口 50泄漏到该阀的夕卜部。该密封件72可以粘附或热密封到底壁52如74处。虽然未示出，如果需要该密封件可以舰附力啲多孔隔膜，如织物麟似物进行强化。
图5示出该排放密封的可选实施例，在其中衬套76已经快職配到该排放口 50。该衬套由船K并膨胀的亲7jC聚合tJt莫制，这导致有限的排方Mit78的关闭。这也适于鄉片38实效的情况下防止泄漏。
图6示出该排放密封的另外一个可选实施例，在其中该排放口 50位于底壁52的中心。由不m液体和空气的某些材料审喊的柔性密封膜片80被粘附或热密封于排放口上的82处。当弹簧室23"中的空气压力随着主膜片38的起伏而变化时，该密封膜片80柔软的响应，同时^^f有的时候都保持阻止液体穿过该排放口逃离的密封关系。
因而将錄到该密封件72、 76和80用作安魏置以在i繊片38破损的情况下防止液体从调节阀穿过排放口泄漏。
本发明的调节闳适用范围广，不限于用来稳定便携式喷雾器喷射的液体的压力和流量的例子。
便携式喷雾器包括背包式喷雾器和压縮型喷雾器。在传统的背包式喷雾器中，手动操作杠杆致动的泵以从非压縮的便携式储液箱中抽出液体并通过棒(wand)将该液体传送到喷嘴，液体从喷嘴中以喷雾的形式排出。在压縮型喷雾器中，为获得同样的结果储液箱是经过压縮的。在这两种情况下，输送压力在很宽的范围内波动，这影响了液体的喷雾形式。很小的压力会产生过多大量的浪费的喷雾滴，但是过大的压力以相反的方式操作会产生容易偏离指定目标的过度雾化的喷雾。
通过手动操作插入储液箱和喷嘴之间的流动路径中的触发装置提供了控制上的一些尝试。然而，经验i正明，操作者不能以向喷嘴容易产生稳定一致的输送压力和液体流速的方式操作这种触发，。因而，喷雾形式仍旧不稳定，这导激良费了过多的液体和/或经常不利的偏离指定目标的不充分的过度雾化的喷雾。
为了说明这些问题，参考图7-9，背包式喷雾器84包括适于存储液体，典型为杀虫剂，除草齐lM^似物的储液箱86。泵88安M储液箱内，进口浸没在液体中，出口连接至嗵向触发驢94的柔性软管90，该触发驢结合了根据本发明的选择性致动调节阀。瀚虫发體94 "醉连接到在其彩瑞带有喷嘴95的棒92。泵88由枢车敝杆96操作，该杠杆由操作者手动操作从而从储液箱86内抽出液体并在可z班力下鹏软管90将液体传想lj繊发體94。虽然未示出，应当理解的是压縮式喷雾器的压縮储液箱应当以类似的方式操作以在可变压力下传送液体。
i劾虫发装置94结合类似于图2示出的调节阀，具 小的修改以在软管90和棒92之间的液術荒动路径中留有放置它的位置。例如，该头部24被构造成90。角转动从而定位入口 28以连接软管90，操作杠杆68的皿和枢接被适当的修改以用作触发器，及该出口被连接到棒92。
触发装置94的调节阀通过弹簧64的力保持关闭。弹簧64的闭合力ffljl压
下该触发器6s并随着高于预设阈值的泵压力来消除，该阀如前戶;M那样操作以
保持M31棒92传送到喷嘴95的，稳定的压力和流速。M保持供给该喷嘴95的大致稳定的压力和流速，选定的喷，型仍旧稳定而与该液体排出箱86的压力和f鹏的变化无关。
当阀被关闭时及为清洁和维修需要分拆时或者当触发装置l鈔人软管90断开时，触发装置94的调节阀可以另外改为包括压力释放装置以释放头部24中的多余的内部压力。所以，套筒98被插入盖子12。该套筒提供了从与该头部24相连通的入口延伸到与流体室23湘连通的侧向出口 102的排方M道100。销104穿过该套筒并以分别位于头部24的放大形状的闭合件及操作头106， 108终止于相反端部和该阀的外部。弹簧110适于偏置该销到图中示出的右侧，从而在同样的方向上拉动闭合头106以关闭排方爐道100，如图8所示。该排方爐道是通过压下操作头108以在相反的方向上移动销来开启的，如图9所示，因此开启排放通道并允许头部24的压縮液体穿过出口 102流到流体室23'，从这里它可以穿过出口31排到棒92。
另外参考图10和11，根据本发明的调节阀的另一实施例用94a表示。阀94a的部件与图8中示出的阀94相同或等同，它们用同样的附图标己只有符号"a"作为附加+射己。
在这个实施例中，盖子12a作为外壳体结构。该盖子12a有底部开口 112及内有凹槽以容纳O型密封环118的内部圆形台肩114。 i亥底部开口 112和圆形台肩114在中心轴线A,，齐。该隔离壁22a与盖子12a分隔开并具有适于以密封接合承托O型密封环118的圆形凸缘120。
调节组件32a还包括由中空壳体34a和中心插塞36a组成的活塞。该活塞被柔性膜片38a支撑着沿轴线A,运动。i繊片的内周边被夹持砂卜壳34a和插塞36a之间，及该膜片的外周边W^状,被夹持在位于带圆形底边124的柱状裙部122中的内槽中。
预装配的第一组件126包括壳体34a，中A祸塞36a，膜片38a，隔离壁22a及杆40a。
预装配的第二组件128包括杯形基座14a，压縮弹簧48a和64a，及操作杆
1060a。
该阀94a的装配首先是将O型密封环118座接于内部台肩114的凹槽116中。接着将该第一组件126经am子的底部开口 112嵌入以将其凸缘120与该O型密封环118抵接。
然后可压縮的环形密封件130由开口 112 itA并与膜片38a的底部抵接。
接着该第二组件128 ilil底部开口 112嵌入。如图12所示，盖子12a的内壁带有通向水平槽134的互相对置的垂直槽132。该槽134具有通向槽口 138的倾斜底部136。该杯形基座14a具有互相对置的径向凸起耳部140。
在该第二组件128嵌入时，该杯形基座14a的耳部140进入该垂直槽132(图13A)。当邻接杯形基座14a上i^彖的内部凸缘141开始接触密封件130时，该耳部140被置于如图13B所示的位置。接着该杯形基座旋转从而将该耳部向上移动到倾斜底部136并决速接合入槽口 136，如图13C所示。然后该第二组件被可靠的锁定顿当位置，该密封件130 l躯縮在膜片38a的下侧与凸缘141之间。
然后该触发器68a可以可操作性:ttt接到盖子12a和杆60a'以完成装配。应当理解的是该第二组件128可以用其他方式固定在适当位置，包括例如
熔剂焊接或螺纹连接。该第一和第二组件的预装配有利地简化了调节阀的最后装配。
要求如下权利
ii
权利要求
1.一种调节阀，用来以可变压力从流体源接收流体并以大致恒定的出口压力和流速将所述流体输送到流体供应器或类似物，所述阀包括外壳，其在内部由隔离壁细分为头部和基部；端口，其位于所述隔离壁中；调节组件，其在内部将所述基部细分为流体室和弹簧室，所述调节组件具有沿轴线穿过所述端口突出到所述头部的杆，并且具有支撑所述调节组件的柔性膜片以使其沿与所述轴线相对的方向运动；位于所述壳体中的进口，用来将所述头部连接到所述流体源；位于所述壳体中的出口，其与所述流体室相连通；位于所述弹簧室的弹簧，所述弹簧在入口压力低于阈值时作出响应以使所述调节组件抵接所述隔离壁，从而阻止流体通过所述端口和流体室从所述头部流向所述出口，所述弹簧在入口压力高于所述阈值时作出屈服响应以容许所述调节组件作出离开隔离壁的移动，同时伴随流体通过所述端口和流体室从所述头部流向出口，以及所述杆适于将穿过所述端口的流体路径的尺寸调节为高于阈值的入口时所述进口压力变化的反函数，由此所述出口压力和流速被保持在基本上恒定的水平；闭合装置，独立于所述弹簧操作以在所述入口压力高于和低于所述阈值时使所述所述调节组件抵接所述隔离壁；及操作装置，用于选择性地使所述闭合装置失效。
2. 权利要求1中的调节阀，其中，所述闭^S包括可在与所述调节组件 接触并使其抵接所述隔离壁的保持位置和与所述调节组件隔开的失效位置之间 轴向移动的杆。
3. 权利要求2中的调节阀，其中，戶服杆与戶腿轴线对齐并沿戶腿轴线轴 向移动。
4. 权利要求1或2中的调节阀，其中，戶，杆由第二弹簧弹性地保持在所 述保掛^g， i^二弹簧具有超过戶，首次提及的弹簧的闭合力的闭合力。
5. 权禾腰求4中的调节阀，其中，戶;M^作體包括可操作性的连接到所述杆的手动操作杠杆。
6. 权利要求4中的调节阀，其中，戶;f^作装置包括电磁铁。
7. 权利要求l中的调节阀，其中，戶服闭^g包括第二弹簧，其具有超 过戶，首次提及的弹簧的闭合力的闭合力。
8. 权利要求l中的调节阀，其中，戶腐流鹏是便携式喷雾器，戶腿出口 连接到通向喷嘴的棒上。
9. 权利要求8中的调节阀，其中，戶舰便携式喷雾器是背包式喷雾器。
10. 权禾腰求8中的调节阀，其中，戶脱便携式喷雾器是压力喷雾器。
11. 权利要求1或8中的调节阀，进一步包括压力释放體，用于使流体 /A^M头部流至U戶，流体室中。
12. 权利要求ll中的调节阀，其中，戶脱压力释放装置包括排方MiI，该 排放通道从与所述头部相M的进口延伸到与戶脱流体室相M的出口，具有 位于所述头部中的闭合头和位于所述壳体外部的操作头部的销，及弹簧，用于使所述销偏置到关闭位置，在这里闭合头关闭所皿口并阻碍通过戶;M排放通道从所述头部到所述流体室的流体通道，所3^操作头可被压下以克服戶/M弹簧的偏置力，从而允许流体经过戶脱排方M3t,A0M头部流向戶脱流体室。
13. 权利要求1或8中的调节阀，其中，戶腿壳体包括盖子和杯形基座， 所述隔离壁和所述调节组件被预装配以形成接收在戶，盖子中的第一组件，及 所述杯形基座和所述弹簧和闭M置被预装配以形成接受在所述盖子中并与其 可操作地联接的第二组件。
14. 权利要求13的调节阀，其中，戶;M第二组件由所述杯形基座的快速接合可操作性地与^MM子联接。
15. 权利要求14中的调节阀，其中，戶腿快速接合由戶诚杯形基座相对所 述盖子的旋转产生。
16. 权利要求1或8的调节阀进一步包括在戶皿壳体中与所述弹簧室相连
17.、权利要求16中的调节阀进一步包括用于戶;^排放口的密封件，戶腿密 封件适于提供气体穿过所述排放口的的通道及阻碍流体穿过所述排放口的通 道。
18. 权利要求17中的调节阀，其中，戶脱密封件包^ 的*夂隔膜。
19. 权利要求17中的调节阀，其中，0M密封件包括^A戶;M排放口中的疏冰衬套，所述衬套限定出响应于流体的吸收由所述衬套关闭的受限的排放通 道。
20.权利要求17中的调节阀，其中戶服密封件包括不3t7jC也不酌的柔性 膜片。
全文摘要
恒流量调节阀包括闭合装置，其被配置和安排用来超驰控制该阀的调节模式并以低于和高于该阀的阈值的流体入口压力关闭该阀。该闭合装置可选择性的失效从而允许该阀呈现其正常压力响应的调节功能。该闭合装置可以包括电磁铁或手动操作杆。该调节阀的实施例包括泄压装置和排气密封件，带有适于结合到便携式喷雾器的触发组件上的结构。
文档编号F16K31/14GK101675393SQ200780050869
公开日2010年3月17日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年2月7日
发明者J·R·牛顿, P·J·布鲁克 申请人:环球农业技术及工程有限公司