用于喷射流体材料的喷射筒及相关方法与流程

本发明总体涉及流体分配器，且更具体地，涉及用于喷射流体材料的流体分配器。

背景技术：

用于喷射流体材料，例如环氧树脂、硅树脂和其它粘合剂的液体分配器在现有技术中是已知的。喷射分配器通常以这样的方式操作以将较小体积的流体材料分配到基底上，通过用阀构件迅速地撞击阀座以产生明显的高压脉冲，该脉冲从分配器喷嘴喷射小剂量或者小滴的流体材料，该材料从喷嘴飞出穿过空气撞击表面或基底，流体材料被施加在该表面或基底上。与喷射分配器一起使用的已知喷射筒包括容纳阀构件和喷嘴的筒体，该筒体适于联接到喷射分配器的致动器。

在喷射加热的流体材料的应用中，加热元件被联接到筒体，筒体则在流体材料经过喷射筒的内部通道的同时将热传递到流体材料。流体材料的粘性可以是随温度变化的。因此，可以通过在流体材料通过喷射筒时将热传递到流体材料来控制流体材料的粘性，特别是在流体材料的低粘性是所需的应用中。

为了实现均匀的流体流动特性和分配重量可重复性，期望在流体材料流经喷射筒并且进入喷嘴中用于喷射时，维持流体材料的均匀、一致的温度。然而，已知的加热喷射筒不能够在流体材料流经喷射筒并且进入喷嘴中时维持流体材料的均匀温度。特别是，流体材料在喷射筒中经常经受的加热的时长不足，从而流体材料在其达到喷嘴的时候经历温度的降低(例如部分地冷却)。因此，流向喷嘴的流体材料经历不一致的温度和粘性，从而导致不精确的分配性能。

已知的加热喷射筒的另外的不足在于，大多数没有被设计为可拆解的和后期重组的，以在使用之间充分地暴露内部流体路径，用于检查和清洁。可替代地，已知的不可拆解的加热喷射筒为了分离一个或者多个已紧固的机械紧固件，通常要求外部工具的辅助，例如扳手或者螺丝刀。因此，已知的加热喷射筒为了适当的检测和清洁的内部流体路径的暴露即使不是不可能的，也是困难的。在这点上，可能会在使用期间不合时宜地中断流体和阻碍流体流动的在喷射筒中的封闭流体路径和“死区”可能会不能够被足够地接近以用于检测和清洁。

因此，存在关于用于喷射分配器的已知喷射筒的改进的需求。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种用于喷射流体材料的喷射筒包括适于接纳流体材料的本体和流体通道，流体通道限定在本体内且沿着本体的纵向轴线延伸。流体通道的至少一部分相对于纵向轴线是倾斜地延伸。此外，本体适于从加热元件接收热并将该热传递到流经流体通道的流体材料。

根据另一个实施例，提供一种利用喷射分配器来喷射流体材料的方法，该喷射分配器包括致动器和喷射筒，喷射筒可操作联接到致动器且具有喷嘴。该方法包括：将流体材料接收到喷射筒中；以及在朝向喷嘴的方向上，沿着喷射筒的纵向轴线且相对于纵向轴线倾斜地引导流体材料通过喷射筒。该方法进一步包括：将被引导通过喷射筒的流体材料加热到目标温度；以及在流体材料进入喷嘴时维持该目标温度。该方法进一步：通过喷嘴喷射被加热的流体材料。

根据另一个实施例，用于喷射流体材料的喷射筒包括外部本体、被接纳在外部本体内的流动嵌件、限定在外部本体和流动嵌件之间的流体通道以及在外部本体和流动嵌件之间的摩擦连接。该摩擦连接由设置在外部本体和流动嵌件之间的可释放密封元件促进，并且该摩擦连接适于在不使用独立的工具的情况下被脱离，用于暴露流体通道。此外，外部本体适于从加热元件接收热并将该热传递到流经流体通道的流体材料。

通过参考结合附图的示意性实施例的以下详细说明，本发明的各种另外的特征和优势对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括喷射筒的喷射分配器的透视图。

图2是图1的喷射筒的前透视图，包括筒体和流动嵌件。

图3是类似于图2的前视图，示出了从筒体移除的流动嵌件。

图4是图1中喷射筒的后透视图，示出了从筒体移除的流动嵌件，且示出了流动嵌件的延伸部分的横剖面。

图5是沿着联接到喷射分配器的致动器的图1的喷射筒的线5-5截取的侧横剖面视图，示出了通过喷射筒的流体材料的流动。

图6是类似于图5的侧横剖面视图，示出了流体材料通过喷嘴被喷射。

图7示出了被引导通过图1的喷射筒的流体材料的流体流动路径(包括主流体通道)的示意图。

图8是沿着图1的喷射筒的线8-8截取的前横剖面视图，示出了将喷射筒联接到喷射分配器的致动器的夹具的细节。

具体实施方式

参考图1，示出根据本发明的实施例的喷射分配器10。喷射分配器10包括致动器12、可操作地连接到致动器12的喷射筒14以及适于通过流体供给管16将流体材料供应到喷射筒14的流体容器15。该流体材料可以包括多种热敏的流体材料，诸如环氧树脂、硅树脂或具有温度依赖性的粘性的其它粘合剂。喷射分配器10进一步包括以虚线示出的加热元件18，其由可控电源19提供电源，用于加热喷射筒14和流经喷射筒14的流体材料，从而在分配期间维持流体材料的最佳温度和粘性。如下面更具体地描述，该致动器12可操作以致动喷射筒14内的阀构件，从而将流体材料从喷射筒14“喷射”或“喷出，，到基底上。

参考附图2-4，示出了喷射筒14的详细结构特征。总体上，喷射筒14包括外筒体20和流动嵌件22，流动嵌件22可移除地接纳在外筒体20中，使得流动嵌件22和外筒体20限定在其间的流体通道，如结合附图5-7在下文中更详细地描述。外筒体20和流动嵌件22可以由任何合适的耐热材料，诸如303不锈钢制成。

流动嵌件22包括插入头24和从插入头24径向延伸的插入杆26。插入头24包括平坦的上表面28和延伸穿过上表面28的致动器插孔30。致动器插孔30被定尺寸且成形为接纳具有驱动销34的致动器12的驱动部分32，如图5和图6最佳示出。致动器插孔30可以包括在其上边缘处的引入斜面36，以在组装期间协助喷射筒14对准致动器12。插入头24进一步包括成型侧表面38，该侧表面38具有一对直径上相反的平坦面40且径向向外延伸以限定插入头24的延伸部44。延伸部44可以包括一个或者多个径向延伸的流体渗漏通道46，流体渗漏通道在一端处通向致动器插孔30，且在相反端处通向延伸部44的外表面48。

插入杆26从插入头24的下表面50轴向延伸，并且包括圆柱形轴部52和锥形端部54，如图5和图6最佳示出。圆柱形轴部52包括流体通道沟槽56，其绕圆柱形轴部52的外围周向地延伸，以至少部分地限定主流体通道58。如下所述，流体通道沟槽56和所导致的主流体通道58可以在形状上是例如螺旋形的。上密封元件60，例如O形环，可以被接纳在定位在插入头24的下表面50和流体通道沟槽56之间的密封槽内。

如图3和4所示，流体通道沟槽56包括入口端部62，其可以被圆化和斜切，并且可以朝向插入杆26的锥形端部56附近的出口端部63沿着流动嵌件22的纵向轴线螺旋状地延伸。如图所示，流动嵌件22的纵向轴线与外筒体20的纵向轴线同轴地相对准，由此限定喷射筒14的单个的共同的纵向轴线。流体通道沟槽56可以绕流动嵌件22的纵向轴线延伸至少完整一圈(例如，360度)。在可替代实施例中，流体通道沟槽56可以围绕纵向轴线延伸超过完整一圈(例如，大于360度)，例如，多圈，或小于完整一圈(例如，小于360度)。另外，流体通道沟槽56可以替代地形成在外筒体20的内表面76、78上，而不是在流动嵌件22上，或者结合形成在流动嵌件22上地形成在外筒体20的内表面76、78上。

螺旋形状的流体通道沟槽56可以形成为具有轴向宽度，该轴向宽度沿着螺旋形沟槽56的上部保持基本恒定，并且该轴向宽度然后在流体通道沟槽56接近出口端部63时渐缩。另外，流体通道沟槽56可以形成为具有径向宽度，该径向宽度沿着流体通道沟槽56的整个长度保持基本恒定。应理解，螺旋形形状的流体通道沟槽56可以形成为具有任何合适的轴向宽度、径向深度、螺距和螺旋旋转的圈数，以在任何期望的应用中获得最佳的流体特征。在一个实施例中，流体通道沟槽56可以形成为具有约3.5mm的间距。

虽然流体通道沟槽56在本文中结合所示意的示例性实施例被示出和描述为是在形状上螺旋形的，但是应该理解的是，可以设置各种替代形状的流体通道沟槽56。例如，流体通道沟槽56可以形成为具有任何合适的螺线形形状，其沿着(例如，平行于)流动嵌件22的纵向轴线且绕流动嵌件22的纵向轴线周向地延伸。这样的螺线形(spiral)形状的一圈或多个圈可以限定相对于流动嵌件22的纵向轴线的一个或多个角度，使得螺线形可以是非螺旋形(non-helical)的，并且可以限定螺线形关于纵向轴线的一个或多个直径。在这点上，应该理解的是，如本文中使用的术语“螺线”包含平行于流动嵌件22的纵向轴线且绕流动嵌件22的纵向轴线圆周地延伸的任何三维路径。此外，应该理解的是，“螺线形”路径在形状上既不限于相对于纵向轴线限定恒定角度的路径，也不限于绕纵向轴线限定恒定的或均匀地改变的直径的路径。

更一般地，流体通道沟槽56可以被成形为限定任何路径，该路径沿着(例如，平行于)流动嵌件22的纵向轴线延伸，如同由螺旋形形状的流体通道沟槽56所展示的一样，且具有相对于纵向轴线倾斜地延伸的至少一部分。换言之，具有相对于纵向轴线倾斜地延伸的至少一部分，且具有限定方向路径的流体通道沟槽56的至少一部分，所述方向路径横向于纵向轴线，并且在与纵向轴线隔开的平面中(例如，与圆柱形轴部52外表面相切的平面)，既不直接地平行于纵向轴线也不直接地垂直于纵向轴线。例如，当从如图3和5所示的侧视图迎面观察时，螺旋形形状的流体通道沟槽56的每一圈旋转相对于流动嵌件22的纵向轴线倾斜地成角度，使得流体通道沟槽56沿着纵向轴线连续地前移，且同时地横向于纵向轴线。这样，倾斜旋转并不限于相对于流动嵌件22的纵向轴线的完全平行的和/或垂直的方向。

应该理解的是，流体通道沟槽56可以形成为具有除了螺旋形和螺线形之外的多种替代形状，所述形状沿着流动嵌件22的纵向轴线延伸并且包括相对于纵向轴线倾斜延伸的至少一部分，如在上文所提供的描述中所理解的一样。例如，虽然未示出，流体通道沟槽56可以限定类似之字形的图案，类似之字形的图案穿过纵向轴线来回迂回以限定在轴向上彼此隔开的一个或者多个倾斜地延伸的区段。另外，流体通道沟槽56，全部或者部分，可以绕流动嵌件22的纵向轴线完全周向地(例如，至少360度)延伸，或绕流动嵌件22的纵向轴线仅部分周向地(例如，少于360度)延伸。

外筒体20以热传递外壳为形式，该热传递外壳具有平坦的上表面64和插入插孔66，插入插孔66延伸穿过上表面64且被定尺寸和成形为接纳流动嵌件22的插入杆26。外筒体20包括成型侧表面68，成型侧表面68具有一对在直径上相反的平坦面70，且径向向外延伸以限定外筒体20的延伸部72。如图2所示，当流动嵌件22和外筒体20联接在一起时，流动嵌件22的侧表面38和延伸部44与外筒体20的侧表面68和延伸部72大致对准。流体接头74可以被联接到延伸部72，用于接收来自流体容器15的流体材料流，如下文中所示。

参考图3-6，现将描述喷射筒14的另外地结构特征。外筒体20的插入插孔66包括圆筒部分，该圆筒部分由上圆柱面76和下圆柱面78限定，下圆柱面具有比上圆柱面的直径稍小的直径。在上和下圆柱面76、78之间限定成角度的环形肩部80。插入插孔66进一步包括锥形部分，该锥形部分由从下圆柱面78延伸的下锥形面82限定。筒体20进一步包括下套管84，下套管84例如通过螺纹接合来接纳喷嘴毂86。喷嘴毂86容纳喷嘴88，喷嘴88由喷嘴保持件90固定在合适的位置，喷嘴保持件90被定位在喷嘴88的外周和喷嘴毂86的内周之间。例如，保持件90可以包括环氧树脂，环氧树脂将喷嘴88粘合并密封在喷嘴毂86上。

如图5和图6所示，外筒体20的延伸部72包括流体入口通道92，流体入口通道92径向延伸穿过外筒体的外表面94且通向插入插孔66。流体入口通道92包括螺纹孔，用于以螺纹接合的方式接纳流体接头74。流体接头74限定与流体入口通道92连通的流体入口98，且包括外螺纹100，用于联接到流体供给管道16，从而将流体材料从流体容器15引入到喷射筒14中用于喷射，如在下文中将会更加详细描述。

流动嵌件22的致动器插孔30延伸穿过插入头24和插入杆26的圆柱形轴部52，如图5和图6中所示。致动器30包括由圆柱形面102限定的圆筒部分和由锥形面104限定的锥形部分。圆筒部分被定尺寸且成形为接纳致动器12的驱动部分32。流动嵌件22进一步包括下孔106，其延伸穿过插入杆26的锥形端部54，且通向插入插孔66。

包括阀头110和阀杆112的阀构件108由流动嵌件22利用弹簧垫圈116支撑，所述阀杆112具有杆顶端114。弹簧垫圈116可以被支撑在锥形面104的上端处，并且包括中心孔，阀杆112通过中心孔被接纳，使得阀头110邻接弹簧垫圈116。阀杆112延伸穿过流动嵌件22的下孔106，且被环形阀密封件118密封接合。如下文中详细描述，阀构件108可以在向上位置和向下位置之间被迅速地被致动，以通过喷嘴88喷出材料。

在组装期间，流动嵌件22以图3和图4大体示出的方式与外筒体20对准。特别地，插入杆26与插入插孔66同轴对准，并且流动嵌件22的侧表面38与筒体20的侧表面68对准。然后插入杆26以图1、图5和图6中示出的方式可移除地接纳在插入插孔66内。特别地，流动嵌件22的下表面50由外筒体20的上表面64支撑。另外，流动嵌件22的上密封元件60密封地且可释放地接合筒体20的上圆柱面76，由此建立外筒体20和流动嵌件22之间的摩擦连接。如所示意的示例性实施例所示，流动嵌件22并没有利用任何机械紧固件，诸如螺纹紧固件另外地联接到外筒体20。因此，通过用手简单使摩擦连接脱离，流动嵌件22可以容易地从外筒体20拆离。这样，不需要独立的工具(例如，扳手或螺丝刀)来将流动嵌件22从筒体20拆离。因此，并且有利地，流动嵌件22被可释放地或可移除地联接到筒体20，使得这些部件可以用手快速地且容易地拆离，以由此暴露流动嵌件22和筒体20的面对表面，用以检查和清洁。

当流动嵌件22如图所示被外筒体20接纳时，插入杆26的圆柱形轴部52(包括流体通道沟槽56)面对插入插孔66的上和下圆柱形面76、78。以这种方式，流体通道沟槽56与上和下圆柱形面76、78共同地限定在流动嵌件22和外筒体20之间的主流体通道58。如本文中的示例性实施例示出的一样，流体通道沟槽56和主流体通道58在形状上可以是螺旋形的。然而，如上文中所述，流体通道沟槽56可以以各种替代形状形成，以由此限定各种对应的替代地成形的主流体通道58，诸如非螺旋形的螺线形流体通道。流体通道沟槽56的入口端62与流体入口通道92直接对准，使得流体入口通道92与主流体通道58连通。

插入杆26的锥形端部54悬挂在插入插孔66的下锥形面82上方，由此限定环形的锥形流体室120，该环形的锥形流体室120在上端处与主流体通道58连通且在下端处与由喷嘴毂86限定的下流体室122连通。如图所示，阀杆112延伸到底部流体室122中且悬挂在喷嘴88上方。

如图5中箭头方向所指示，流体入口98、流体入口通道92、主流体通道58、锥形流体室120和下流体室122共同地限定穿过喷射筒14的流体流动路径124，流体材料沿着该流体流动路径124被引导。因此，在运行期间，流动嵌件22功能上用作挡板，用于将通过流体入口通道92接收的流体材料引向喷嘴88，从而喷射。

组装好的喷射筒14被联接到喷射分配器10的致动器12，使得驱动部分32被接纳在致动器插孔30内且驱动销34邻接阀头110。如下文中所述，致动器12可操作以迅速地向下(见图6)和向上(见图5)致动驱动销34以由此致动阀构件108，用于通过喷嘴88喷出流体材料。

在此以虚线示出的加热元件18被可释放地联接到外筒体20且围绕外筒体20的外围，使得加热元件18直接地至少接触外筒体20的下环形肩部126。在可替代实施例中，加热元件18也可以直接接触外筒体20的其它部分。如图8中最佳地示出，组装好的喷射筒14可以经由加热元件18和夹具128被可释放地联接到致动器12，所述夹具128具有臂，该臂绕加热元件18的上部和致动器12的下部延伸且可释放地接合加热元件18的上部和致动器12的下部。以这种方式，夹具128可以将加热元件18、外筒体20和流动嵌件22以轴向压缩的方式保持在致动器12上，并且可以在不使用独立的工具(例如，扳手或螺丝刀)的情况下，用手容易地从喷射筒14脱离。在可替代的实施例中，可以使用任何其它适合的机械紧固装置。

加热元件18由电源19供应电能以加热外筒体20，外筒体则将热传递到沿着流体流动路径124流动的流体材料，如在下文中详细描述。电源19能够被控制以向加热元件18提供合适程度的电功率，以便实现筒体20和沿着流体流动路径124流动的流体材料的任何期望的加热效果。例如，可以在喷射分配器10的运行期间动态地控制电源19以调节被喷射的流体材料的温度且因此调节器粘性。加热元件18和/或喷射筒14可以包括一个或者多个热传感器(未示出)，用于感测外筒体20的温度和/或沿着流体流动路径124流动的流体材料的温度。然后可以响应于由热传感器感测到的温度选择性地控制电源19，以便实现或另外地维持外筒体20的和/或沿着流体流动路径124流动的流体材料的目标温度。

参考图5-7，现在将详细地描述喷射分配器10(包括喷射筒14)的操作。图5示出处于向上位置的驱动销34和阀构件108。流体材料被从流体容器15通过流体供给管16导引到流体接头74的流体入口98中。流体材料然后经过流体入口通道92并进入到限定在流动嵌件22和外筒体20之间的主流体通道58中。由上密封元件60建立在流动嵌件22和外筒体20之间的可释放密封有助于将流体材料保持在主流体通道58中。流体材料从主流体通道58流动通过锥形流体室120并进入到下流体室122，在下流体室122中，流体材料大体填充在阀杆顶端114和喷嘴88之间的区域。如下文中结合图6所描述，流体材料然后通过阀杆顶端114穿过喷嘴88被喷出，如流体喷出箭头125所指示。

图7示出了流体流动路径124(包括螺旋形的主流体通道58)的示意性图示。在图7中所示的点划线表示外筒体20和流动嵌件22(包括流体通道沟槽56)可以形成为带有任何合适的轴向尺寸，以便限定轴向延伸任何适合长度且具有绕流动嵌件22的纵向轴线的任何合适圈数的主流体通道58。

随着流体材料流动通过主流体通道58并朝向喷嘴88进入到锥形流体室120中，流体材料被迫使与外筒体20的内表面形成接触。由加热元件18产生的热通过环形肩部126传递到外筒体20，并且从外筒体20传递到沿着流体流动路径124流动的流体材料。因此，外筒体20功能上用作热交换器。更具体地，热通过外筒体20的上和下圆柱形面76、78传递到流动通过主流体通道58的流体材料，并且通过下锥形面82传递到流动通过锥形流体室120的流体材料。来自加热元件18的热还可以通过下套管84且通过喷嘴毂86传递到下流体室122内的流体材料。以这种方式，可以沿着流体流动路径124的大致上整个部分(包括至少主流体通道58和锥形流体室120)对流动通过喷射筒14的流体材料进行加热。如上所述，经由为加热元件18提供电力的电源19的控制，可以在分配操作期间选择性地调节流体材料被加热到的温度。

参考图6，致动器12可操作以迅速地将驱动销34和阀构件108致动到向下位置中，在向下位置中，阀杆顶端114强有力地接触限定在喷嘴88上的阀座，由此迫使被加热的流体材料穿过喷嘴88(例如，喷出)，如流体喷出箭头125所示。然后，驱动销34被升高，并且阀构件108通过由弹簧垫圈116提供的弹簧力返回到其向上位置。流体材料继续以上文中大体描述的方式沿着被加热的流体流动路径124朝向喷嘴88流动，并且阀构件108可以被驱动销34在其向上和向下位置之间迅速地致动，用于另外的喷射。在喷射期间，向上经过阀密封件118渗入到致动器插孔30的任何流体材料可以通过流体泄漏通道46被导出，以便防止流体进入到致动器12中。

有利地，不论是螺旋形、螺线形或其它形状，主流体通道58有助于限定加热流体路径，该加热流体路径具有足够的长度以将流体材料暴露加热足够长的时段，以在流体筒14内，包括在喷嘴88处，建立并大致维持均匀的目标流体温度。因此，在流体材料朝向喷嘴88流动并流入喷嘴88中用于喷射时，可以在整个喷射筒14中维持流体材料的基本一致且均匀的目标粘性。因此，基本上防止在喷射之前和期间在喷嘴88处的流体材料的温度的不期望降低，由此改进了分配重量的可重复性并且使得能够为高吞吐量应用以高流体流量喷射。

通过本文中所示和所描述的喷射筒14的构造，还提供了另外的优点。例如，由上密封元件60在流动嵌件22和外筒体20之间建立液密密封的可释放性促进在不使用独立的工具的情况下容易地拆离和组装流动嵌件22和外筒体20。因此，外筒体20和流动嵌件22的所有流体接触部分可以被快速地和容易地暴露以用于在使用之间的广泛检查、清洁和维修。具体地，形成在流动嵌件22上的流体通道沟槽56和外筒体20的内面76、78、82在拆离时是可以轻易地接近的，因此可以容易地检查、清洁和维修。此外，流体通道沟槽56的形状提供单个连续的流体通道58，该流体通道58实现朝向喷嘴88的大致恒定且稳定的流体材料流，而不产生“流动死区”且不会导致沿着流体流动路径124的空气滞留，在所述流动死区中，流体流动将会变得延滞且形成阻塞。

虽然已经通过对其具体实施例的描述示意了本发明，且虽然实施例已经被相当详细地描述，但是并不旨在对所附权利要求进行约束或者以任何形式限定成这样的细节。本文中讨论的不同特征可以单独使用或者以任何组合的形式使用。其它的优势和改型对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面并不限于具体的描述，示例性设备和方法和已示出和描述的示例性实例。因此，在不脱离总体发明构思的情况下，可以作出这些细节的偏离。