气雾剂粉末阀的制作方法

专利名称：气雾剂粉末阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及从加压容器中分配产品的阀，特别地涉及气雾剂阀(Aerosolvalve)，用于分配保持在这样的容器中悬浮在液化推进剂中的粉末。
背景技术：
在气雾剂阀组件的传统形式中，通过向下按压一个按钮或者安装在气雾剂阀的直立的阀杆的顶部的盖子，将一垂直作用的气雾剂阀打开，以释放在气雾剂容器中的产品。当释放按钮时，通过作用于阀的弹簧使阀关闭。位于阀杆下部的阀体具有一上部水平的连续的密封表面，周向地围绕阀杆。当气雾剂阀关闭时，这个上水平表面由作用于阀体上的弹簧迫使向上进入与阀密封垫圈的密封关系。当阀在关闭位置时，阀杆中的一个或者多个孔位于阀垫圈的下表面上方。阀杆通过一垫圈中的中心开口，并且中心开口的周向表面可以当阀关闭时提供径向作用，辅助阀杆的密封。当按压按钮将阀打开时，阀杆向下移动，其一个或者多个孔将移动到垫圈下面的一个位置。气雾剂容器中的产品现在可以在推进剂的影响下，向上通过传统的汲取管进入围绕阀杆和阀体的阀壳体中，然后向上流动超过周向围绕阀杆的阀体的上部水平表面，通过一个或多个孔进入阀杆，向上通过阀杆并且向外通过安装在阀杆顶部的按钮或者盖部的出口喷嘴。
上述的传统的气雾剂阀用于分配许多产品，包括特别是与本发明相关的具有悬浮在液化的推进剂中粉末的产品。这样的产品包括阻汗剂、除臭剂、脚喷雾剂等。不幸的是，当粉末产品从气雾剂容器中释放时，由于粉末堆积在前面描述的阀体的上部水平的密封表面上，传统的气雾剂阀的作用受到损害。由于当按钮释放以后使阀保持部分地打开，该粉末堆积干扰阀的整个释放作用。结果是，甚至于当不使用时，气雾剂容器会损失压力，在阀操作几次以后，推进剂泄漏会损坏或减弱加压容器的作用。现在的问题还在恶化，因为当今的情况是希望被分配的产品中粉末的含量比较高，例如在某些粉末阻汗剂中固体物质的重量含量是50-60％，其中固体物质在配方中包括粉末和其它固体物质。
已经尝试克服粉末阀的上述问题，例如英国专利GB1216655中公开了一种这样的例子，其中设置了多个聚中的具有锐利顶部边缘的肋条，上述肋条设置在阀体的上部水平密封表面上(或者在下部垫圈的密封表面上)，以便围绕阀杆。锐利的顶部边缘与垫圈配合，形成阀的密封表面，并且当通过致动阀而使粉末产品释放时，粉末的堆积发生在聚中的肋条之间的沟槽的内侧、外侧和沟槽中，而不是在肋条的顶部。但是，粉末还能够在该沟槽中充分地积累，最后干扰阀的密封作用。
尝试克服粉末阀的上述问题的另一种方法公开在美国专利US3,773,064中，其中一种圆周的沟槽围绕着阀杆，阀杆带有孔，孔设置在沟槽顶部的锥形的向外倾斜的部分，密封垫圈安装在沟槽内并且在锥形部分周围。沟槽中的一个突出的圆柱形脊压入到垫圈中以加强密封。但是，在这样的设计中，包括沟槽底部的复合的表面仍然出现粉末堆积的机会，特别是在当今需要粉末产品具有高的固体物质含量。
克服粉末阀的上述问题另一种尝试公开在美国专利US4,013,197中，其中阀孔位于阀杆的直的部分，一个凹槽位于阀孔的下面，当阀关闭时，垫圈部分位于凹槽中部分位于凹槽外，以便在阀孔下面的阀杆的直的部分上产生一初始的密封，并且在凹槽中产生一辅助的密封。在阀关闭时，垫圈用于从密封表面扫掉粉末。当下压阀杆而使阀孔从垫圈上方移动到垫圈下面时，该设计需要阀杆过多地移动，并且在阀打开和关闭时，由于垫圈进入和离开凹槽需要垫圈过多地偏离。而且在阀体中使用了过多的材料，因为其需要宽的周面来容纳特定形式的凹槽和垫圈。另外，在阀体上的凹槽下面(或者上方)的一水平环形表面将堆集粉末，干扰凹槽下面的辅助密封。
我在1999年11月2日的在先的美国专利US5,975,378成功地克服了上述问题，在此引入供参考，其中消除了阀体围绕阀杆的传统的上部的水平密封表面。该阀的密封通过一紧密配合的垫圈围绕阀杆只在径向朝着阀杆获得。阀杆的外表面是上下直的圆柱形表面，具有例如两个横向的进入孔，直的阀杆表面不包括传统的现有技术的垫圈凹槽。在该专利的设计中，没有水平的密封表面，并且没有通常的能够积累粉末并影响阀密封作用或者阻塞阀孔的凹槽表面。下部的阀体是直的阀杆的连续部分，除了围绕阀体的周向间隔设置的多个窄的竖直延伸的花键以外，并且在各相邻的一对花键之间具有大的周向间隔。多个花键的每一个在靠近其向上的极限时在周向向内倾斜，并且各花键的顶部形成一个最小的水平区域。当粉末阀关闭时，各花键的顶部抵靠密封垫圈，以限制阀杆在阀弹簧的作用下向上的返回移动。各花键的最小水平顶部区域导致在花键的顶部具有一最小的单独的和总的水平表面，因此防止粉末在花键的顶部堆积，以防止对阀密封的影响。在花键之间的大的周向间隔允许在阀关闭时粉末下落到花键之间，并且离开垫圈，因此防止在垫圈和阀杆孔上的任何的粉末堆积，防止干扰阀杆孔的密封或者阻塞。

发明内容
本发明旨在提供一种气雾剂粉末阀，其消除了粉末堆积干扰阀密封作用的问题。本发明结合我的在先美国专利US5,975,378的某些方面，结合一种可替换的阀杆设计，具有一个特殊轮廓的垫圈一保持阀杆凹槽。本发明特别有利地用于分配具有高百分比含量的固体颗粒的粉末产品。
特别是，本发明利用前面描述的我的在先美国专利US5,975,378的花键轮廓，但是在其上面结合一阀杆凹槽，该凹槽延伸进入并且围绕阀杆的外壁。一个或者多个阀孔延伸通过阀杆壁并且与阀杆排放通道和阀杆凹槽相连通。带有其中心开口的阀密封垫圈围绕阀杆，并且延伸进入阀杆凹槽。阀杆凹槽从顶部到底部由一上部环形表面限定，其从阀杆外表面向下和向内延伸，一向下延伸的中间颈部和一下部的环形表面，其从颈部向下和向外延伸到阀体的周面。下部的向下和向外延伸的凹槽表面以与水平面成一陡的角度延伸，并且或者是一截锥形表面或者优选是一稍稍凸起的表面，由于后面讨论的原因，凸起的表面带有一小的半径。相对于水平面向下延伸的角度可以例如是50度左右，并且凸起的表面可以例如具有0.091英寸的曲率半径。这些只是例子，但重要的是凹槽不具有一包含或者大致水平或者凹下的下部的垫圈接合表面，这样的表面使得在阀操作期间堆积粉末，导致在下部和中部凹槽表面与垫圈之间泄漏，和/或阻塞从阀杆凹槽进到阀杆排放通道的阀孔。另外并且重要的是，阀杆凹槽的下部的轮廓提供一种去除任何粉末的装置，该粉末可能粘在急剧向下和向外延伸的表面上。当本发明的粉末阀关闭时，延伸进入到凹槽中的垫圈，靠着阀杆凹槽的下部密封。当粉末阀被致动时，阀杆被压下，并且阀杆凹槽的下部因此下落到垫圈下面，并且与垫圈相隔开。垫圈部分地弯曲离开阀杆凹槽，并且因此不再密封从凹槽延伸进入阀杆排放通道的阀孔。当致动力从阀杆去除时，阀杆在阀弹簧的力的作用下开始上升。于是，垫圈的下部和内部扫过中部凹槽表面和急剧向下和向外延伸的下部凹槽表面，沿一方向向外扫除粘在所述表面上的任何粉末到阀体的周面上，在那里这种粉末会下落到花键之间。
因此，由于陡的角度和优选的圆弧的下部凹槽表面，以及当阀从打开位置到关闭时垫圈的扫除作用，本发明的气雾剂粉末阀消除了任何有害的粉末堆积。这保持了粉末阀操作的连续循环，从而导致气雾剂容器中不产生明显的泄漏和推进剂和产品的最佳使用。
通过下面的描述、附图和权利要求书，本发明的其他特征和优点会更明显。


图1是在气雾剂容器中安装的本发明的组装的粉末阀的局部剖视侧视图；图2是表示本发明的组装的粉末阀在关闭位置的局部剖视放大侧视图；图3是表示本发明的组装的粉末阀在打开位置的局部剖视放大侧视图；图4是表示本发明的组装的粉末阀开始从打开位置返回关闭位置的局部剖视放大侧视图；图5是表示本发明的阀杆和阀体的放大侧视图；图6是表示沿图5的线6-6的本发明的阀杆和阀体的局部剖视图；图7是图6的局部放大图，表示本发明的阀杆槽，为了清楚采取了夸张的方式(如图5和6所示)表示一个稍稍凸起的下部槽表面；图8是图5的阀杆和阀体的底部平面图；图9是图5的阀杆和阀体的顶部平面图；图10是图5的局部图；图11是本发明的阀密封垫圈的平面图。
具体实施例方式
参见图1-4，一气雾剂阀组件用10表示，安装并且卷曲(crimped)到一个加压容器13的安装杯封闭件12的底座部分11上。容器13装有液态的推进剂14，其中到处悬浮有一种粉末产品15，气相的推进剂16处在液态的推进剂上面。
阀组件10一般包括一汲取管17、一阀壳体18、一在阀壳体18的底部的汲取管接收通道19、阀关闭盘簧20、和阀体21。阀体21具有中空的阀杆22，阀杆从阀体21向上延伸并且包括两个横向孔23，孔23从阀杆凹槽55进入阀杆22的内部。突出部24从阀体21向下延伸，并且占据和对中盘簧20的顶部。
弹性的环形垫圈25围绕阀杆22，延伸进入到阀杆22的环形凹槽55中，并且当气雾剂阀关闭时封闭两个阀杆孔23(图1和2)。环形垫圈25夹紧在安装杯12的底座部分11的下侧11a和阀壳体18的上部18a之间。阀壳体18包括围绕阀壳体的周边间隔开的隔圈26，用于容器的加压充填，更充分的描述见美国专利US4,015,757(在这里引入供参考)，并且不形成本发明的一部分。安装杯在27处围绕隔圈26卷曲，以保持气雾剂阀组件10。
一传统的致动按钮28由一环形通道安装到阀杆22的顶部，按钮28具有一内部产品通道29，与中空的阀杆22流体接触，并且具有用于排出产品的出口喷嘴30。当克服弹簧20的力向下按压按钮28时，阀杆孔23通到环形垫圈25(见图3)的下面，气雾剂容器中的产品现在能够通过汲取管17，向上围绕阀体21，进入阀杆凹槽55，并且通过阀孔23进入到阀杆22中，向上通过中空的阀杆进入致动按钮28，并且向外通过喷嘴30。当释放按钮28时，弹簧20迫使阀杆22向上到图2的位置，即阀杆孔23由垫圈25阻挡。阀现在关闭并且产品流不能进入到阀杆中。
上面的讨论一般地适用于传统的气雾剂阀。但是，在这样的阀中，在阀杆孔下面的阀体通常是一基本上圆柱形件，其直径大于阀杆，因此具有一个连续的上部水平表面围绕阀杆延伸，并且当阀关闭时一般抵靠密封垫圈的下侧，以提供一连续的水平的围绕阀杆的阀密封表面。传统的现有技术的阀杆凹槽的这个水平的表面和/或相应的水平的或者凹下的下表面，在连续的阀操作时呈现出粉末堆积，最终破坏阀的密封，并产生不希望的推进剂泄漏。但是，本发明取消所述的水平表面，并且使我的在先美国专利US5,975,378(但是没有无凹槽的阀杆)中的花键构形结合特定轮廓的阀杆凹槽，以消除粉末堆积。
现在转到本发明的特定的特征，阀杆和在阀杆下面的阀体在图5-10中表示。消除了前面描述的阀体的连续的水平的密封表面，并且阀杆22下面的阀体21是阀杆凹槽55上方的阀杆22的垂直的连续部分。除了等间隔地围绕阀体周边的八个窄的花键40。各花键40具有最小水平面积的顶部表面41。倾斜的花键侧面42从顶面41以一定的向下的距离偏离周边方向，然后花键的侧面43向下垂直延伸。因此，各花键40在其垂直范围上的大部分，具有充分的整体结构，以便在阀门的制造和组装过程中可以防止各花键40在操作中损坏，同时各花键40的顶部倾斜，以形成所需的最小面积的顶部表面41。大的周边空间44保持在各相邻一对花键40之间。阀杆孔23从相邻的花键的顶部周向地布置，从而位于一对相邻的花键之间。
参见图2，可以看到，当阀门关闭时，各花键40的最小顶部面积41抵靠密封垫圈25，因此垫圈不提供密封功能，而只是在阀门关闭时，在弹簧的影响下，限定阀杆22的向上返回移动的功能。花键的数目和它们各个的顶部表面的水平面积这样选择，使得花键(a)不刺穿密封垫圈以破坏其密封功能，(b)具有最小的顶部水平区域，以防止粉末在花键的顶部堆积。在这里描述的实施例中，八个等间隔的花键围绕阀体，各具有一个大约000235平方英寸的直接抵靠垂直的本体表面的顶部表面面积。
图5-7表示了本发明的垫圈一保持阀杆凹槽55。为了在这里定义，阀体21从花键40的顶部41的水平面向下延伸，阀杆22从花键40的顶部41的水平面向上延伸。凹槽55具有一上部的环形截锥表面56，其从阀杆外周面向下向内延伸，一向下延伸的中间颈部57，其包含阀孔23，和下环形表面58，其从颈部57向下和向外延伸到阀体21的外周面，窄花键40围绕本体设置。表面58与阀体21的外周面在花键之间在花键顶部的水平面结合。下部的凹槽表面58以与水平面以陡角度延伸，例如大约50度，并且或者是截锥的或者可以是稍稍凸起的(图5-7以夸张的方式表示，以便能够看出凸起)一个小的半径。表面58不应当包括或者大致水平的或者凹下的表面，由于这样的表面会保存粉末。
当本发明的气雾剂阀关闭时，如图2所示，垫圈25接触花键40的顶部41，被保持在凹槽55中，密封抵靠向下成锐角的下凹槽表面58，并且密封在凹槽颈部57的阀孔23。当气雾剂阀打开时，如图3所示，向下成锐角的凹槽表面58下落到垫圈25以下。气雾剂容器中悬浮于液化推进剂中的粉末产品，现在向上流过汲取管17进入阀壳体18中，向上沿着阀体21的外侧周面在花键40之间的通道44中，并且在花键40与阀壳体18内表面之间，沿着成锐角的下凹槽表面58进入凹槽55，并且通过阀孔23进入到阀杆排放通道。
在此产品排放期间，截锥形的或者稍稍凸起轮廓的成锐角的下凹槽表面58不会造成明显的粉末堆积，与可能明显堆积粉末的具有水平和/或凹下轮廓的下凹槽表面相反。因此，当阀关闭时，垫圈25返回到与下凹槽表面58的密封关系，由于粉末堆积使垫圈保持离开下凹槽表面58，在垫圈下面不发生排放。应当理解，本发明在阀密封表面附近没有使粉末堆积的明显的水平表面。
另外，重要的是，当阀门开始关闭时，截锥形的或者稍稍凸起的下凹槽表面58为垫圈25提供一个轮廓，使得垫圈25的内部的下部表面将扫掉任何堆积在表面58上的粉末，向下向外落到阀体21的外周面，在这里任何这样的粉末通过花键40之间的通道44下落。这可通过比较图4的阀开始关闭处的垫圈的位置与图2的阀门已经关闭处的垫圈的位置能够看出。在图4中与图3相比，垫圈的内部和下部已经扫过中间凹槽部分57，以将任何堆积的粉末向下移动，并且当垫圈25的位置从图4的位置向图2的阀关闭位置移动时，粉末和任何在成锐角的下凹槽表面58上堆积的粉末被向外扫掉，如图4的箭头所示。在花键之间的大的周向间隔当阀关闭时允许粉末落下到花键之间，并且离开垫圈。
阀杆、阀体和阀壳体是用塑料例如尼龙模制的。垫圈25可以由各种配方的橡胶或者氯丁橡胶制造，并且在图11的平面图中表示了中间开口48。
在本发明的实施例中，在八个花键的构形中使用了下面的公称尺寸，向粉末阀门提供了充分适当的密封，以及在多次连续的阀门循环以后对于干扰密封和孔流动的可以忽略的粉末堆积。
阀杆22的外径0.158英寸阀杆22的内径0.078英寸阀体21的外径0.163英寸阀杆孔23的直径0.024英寸花键顶部表面41的径向尺寸0.0235英寸花键顶部表面41的宽度尺寸0.010英寸花键顶部表面41的面积0.000235平方英寸花键倾斜侧面42的竖直角度10度花键倾斜侧面42的轴向长度0.042英寸花键竖直侧面43的轴向长度0.100英寸花键40在花键竖直侧面43之间的周向尺寸0.025英寸阀杆孔23的中心到花键顶部表面41之间的轴向距离0.038英寸凹槽55的径向深度0.0165英寸凹槽中间表面57的轴向长度0.030英寸凹槽表面56的轴向尺寸0.028英寸凹槽表面58的轴向尺寸0.022英寸凹槽表面58的凸起半径0.091英寸凹槽表面58与水平面的角度50度垫圈轴向长度0.045英寸垫圈中部开口直径0.100英寸本领域技术人员可以得知，在不脱离本发明构思和范围的条件下，对本发明还可以进行各种变化和/或修改。因此目前的实施例是描述性的，不是限定性的。应当理解，在说明书中使用的术语，如“上”、“下”、“中间”、“内”、“外”、“水平的”、“竖直的”、“外部的”、“内部的”、“侧面”、“中部”、“竖直的”，“围绕”、“周围”、“向外”、“向内”、“向下”、“向上”、“上方”、“下面”、“上面”、“顶部”、“底部”以及相应的类似的位置术语，是用于在附图中表示相互位置，不是用于限定。
权利要求
1.一种从气雾剂容器中分配包含有粉末和/或其它固体的产品的气雾剂阀，其组合包括一阀壳体；一阀体、一阀杆、和一围绕阀杆的垫圈一保持凹槽；所述阀杆具有一排放通道和至少一个延伸通过阀杆壁与凹槽和排放通道相连通的阀孔；所述阀体和阀杆可相对于阀壳体在关闭和打开位置之间轴向移动；一环形的密封垫圈，具有一保持在所述凹槽中的中心开口，并且当气雾剂阀关闭时密封所述凹槽中的一个或者多个阀孔；在阀杆凹槽下面的阀体具有多个竖直的，间隔地围绕阀体的周边的花键，该多个花键具有顶表面，当阀在关闭位置时抵靠和偏置在垫圈的下侧；多个周向间隔，延伸在所述花键之间并且从所述花键的顶部向下延伸一定的距离；花键的顶表面，相对于花键顶部之间的周向间隔的面积具有最小的面积，花键顶表面的最小面积不足以允许产品固体在其上堆积，在阀关闭时干扰垫圈对至少一个阀杆孔的密封；所述阀环绕凹槽，带有至少一个阀孔，具有一上部的环形表面，一从所述上表面向下延伸的中部的环形颈部，和一下环形表面，以一个相对水平面的锐角从所述颈部向下和向外延伸到阀体的外周面，当气雾剂阀关闭时，所述垫圈密封该下环形凹槽表面；所述下环形凹槽表面在花键的顶部的高度处连接阀体的外周面；以及所述气雾剂阀的特征在于，该凹槽下环形表面缺少任何垫圈密封的水平的和凹下的表面部分，并且邻近凹槽的阀体缺少任何垫圈密封的水平的部分。
2.如权利要求1的气雾剂阀，其特征在于，凹槽的下环形表面是稍微凸起的。
3.如权利要求1的气雾剂阀，其特征在于，当气雾剂阀从打开位置移动到关闭位置时，垫圈向下和向外扫过凹槽下环形表面。
4.如权利要求1的气雾剂阀，其特征在于，一个或者多个阀孔设置在凹槽的颈部。
5.如权利要求1的气雾剂阀，其特征在于，在花键顶部的高度处，阀体在花键之间的直径基本上与凹槽上方的阀杆直径相同。
全文摘要
一种气雾剂粉末阀(10)，具有一在凹槽(55)下面的阀体(21)，阀体带有多个竖直的花键(40)，花键具有最小面积的顶部表面(41)，在关闭位置抵靠垫圈(25)。凹槽(55)具有一上部环形表面(56)，一带有阀孔(23)的中部颈部(57)和一下环形表面(58)，下环形表面以相对于水平面的锐角从颈部向下和向外延伸到阀体(21)，在花键的顶部的高度处连接阀体的外周面。该锐角的环形下凹槽表面(58)是截锥形的或者凸起的，并且没有使粉末堆积的水平的或者凹下的部分。垫圈在阀关闭位置密封凹槽的下表面，并且当阀从打开位置移动到关闭位置时，向外扫过凹槽的下表面，使得凹槽上的粉末落入花键之间的周向间隔中。
文档编号B65D83/44GK1615255SQ02827458
公开日2005年5月11日 申请日期2002年12月13日 优先权日2001年12月20日
发明者克里斯琴·拜尔 申请人:精密阀门公司