一次性隔膜阀的制作方法

本发明涉及一次性阀，并且更特别地涉及致动器控制的隔膜阀，该致动器控制的隔膜阀具有阀插入件，该阀插入件由可模制塑料制成并且具有流体室和隔膜部件，该隔膜部件能够受控制地、可重复地且准确地分配各种类型和粘度的流体材料并且以诸如珠、点之类的各种形式分配流体材料。

正位移旋转微型阀(positive displacement rotary microvalve)因以可重复的且准确的方式分配诸如粘合剂、环氧树脂、灌注混合物、SMT粘合剂、双组分粘合剂、填充银和金的粘合剂、UV可固化粘合剂和焊锡膏之类的流体材料而知名。通常，用于流体材料的这些分配器用于多种行业中，比如电子组装和维修、就地形成垫圈、部件组装和密封、模具制作、铸造、工具及机器和设备的制造和组装、以及各种其他用途。

现有分配装置通常包括齿轮马达，该齿轮马达控制支承在壳体中的进给螺杆的旋转。流体根据流体上的外部压力被进给至壳体以迫压流体材料进入壳体中。在壳体中支承有通过马达驱动而旋转的进给螺杆或螺旋钻，该进给螺杆或螺旋钻迫压流体材料进入分配稍端中，该分配稍端固定至壳体的输出端。分配稍端基本上呈钝针的形式，该钝针被锁定和密封至壳体的输出端。

阀包括可变螺距型旋转螺杆，该可变螺距型旋转螺杆使低粘度材料均匀并且对材料进行压缩以减小其体积。一件式壳体具有位于孔中的套筒，并且该套筒仅部分地在孔区域上延伸。壳体还包括形成在壳体中的通道，流体流动通过该通道，并且在流体被迫压到孔中时与通路壁接触。孔的位于套筒上方的部分可以与流体接触，原因在于在孔的上部部分与套筒之间没有密封。壳体还包括螺杆，该螺杆保持分配 联接件并且因而保持套筒和孔，在分配联接件与套筒的下部部分之间设置有垫圈。

尽管现有微型分配器能令人满意地运行，但是存在要求做出改进的情况。例如，分配器除了在午休期间和在轮班结束之后之外通常持续地用于组装线和商业运作中。如果正在被分配的材料出于任何原因在微型阀中变硬或降解，那么不得不对阀进行清理然而这是很难的操作。如果这种硬化发生，则单元通常被返回给供应商进行清理，并且因而，这可能是昂贵的并且造成相当多的停机时间。另外，正在被分配的材料在操作期间可能会改变并且可能存在下述情况：之后分配的材料被先前分配的材料所污染或者与先前分配的材料不相容。在这种情况下，必须从阀中清理掉污染物，这也可能会导致用于清洁的相当多的费用和停机时间。

因此，开发了解决这些问题的改进措施，使得与正在被分配的流体接触的所有内部表面是容易替换的，因此降低了清洁和维修成本并且减少了在组装和商业运作中的停机时间。这种微型阀装置包括常规齿轮驱动马达单元，阀的壳体安装至该常规齿轮驱动马达单元。在壳体内支承有一次性插入件室，该一次性插入件室形成分配器的内部潮湿表面。插入件包括进给臂，流体在压力下从外部源通过该进给臂被进给至插入件的内部，并且因而，流体不接触微型阀的壳体的进给臂表面。插入件中定位有进给机构，该进给机构连接至马达且由马达驱动，以通过马达控制准确地分配适当的流体量。这种现有的一次性插入件要求马达具有输出轴，该输出轴用于对支承在插入件内用于旋转的螺旋螺杆或螺旋钻进行驱动。根据螺杆的旋转速度和构型，适当量的流体被迫压出出口，该出口形成用于插入件的出口通道。尽管这种一次性旋转微型阀插入件构型运行良好，但是不得不包括支承在插入件内用于旋转的螺旋螺杆或螺旋钻，该螺旋螺杆或螺旋钻为复杂机构，由此增加了一次性插入件的复杂性和费用。因此，需要一种简化的一次性阀插入件，该简化的一次性阀插入件在制造方面更廉价还能提供稳定的和可靠的性能。

技术实现要素：

本发明涉及一次性致动器控制隔膜阀插入件，该一次性致动器控制隔膜阀插入件解决了现有一次性插入件设计的缺点。本发明提供了相对简单的微型阀结构，在该微型阀结构中，由于与正在被分配的流体接触的所有内部表面是容易替换的，因此降低了清洁和维修成本并且减少了在组装和商业运作中的停机时间(down time)。

根据本发明，微型阀包括致动器单元，阀的壳体安装至该致动器单元。在壳体内支承有一次性插入件室，该一次性插入件室形成分配器的内部潮湿表面。阀插入件包括本体部段，诸如粘合剂、环氧树脂、焊锡膏等之类的流体通过本体部段被准确地分配为点或珠的形式。一次性插入件由可模制或可加工的塑料化合物制成并且包括流体室和隔膜部件，流体室和隔膜部件通过超声波、激光或者旋转焊接工艺而连结并密封在一起，或者流体室和隔膜部件可以被胶合或卡扣配合在一起。插入件具有延伸出阀体的流体出口通道和流体入口通道。出口通道附接有可移除和可替换的分配稍端。

当插入件安装到阀体中时，隔膜头部与致动器接合。当致动器往复运动时，隔膜将以相同的运动方式运动，并且因而将对流体进行分配。

在隔膜部件上设置有闩锁构件，该闩锁构件具有用于增加强度的螺杆、杆或其他材料插入件。可以用添加有添加剂的可模制的基础塑料制作隔膜部件，以改变隔膜部件的强度和顺应性。此外，流体室部件由便于将流体室部件与隔膜部件连结的材料制成。

通过描述和图示本发明的实施方式的以下说明和附图，本发明的这些方面和优点以及其他方面和优点将变得明显。

附图说明

图1为本发明的微型阀分配器的分解立体图；

图2为图1的分配器的仰视图；

图3为图1的一次性阀插入件的侧视图；以及

图4为以局部剖视的形式图示的图1的分配器的侧视图。

具体实施方式

如图1至图3中所示，图示了微型阀分配器组件10。组件包括致动器12，该致动器12具有安装于其上的壳体14。安装托架16由致动器支承并且用于安装各种被分配材料源。致动器可以是或者气动或液压驱动类型或者直流伺服或步进马达类型中的任何一种类型。致动器可以由控制器机构(未示出)控制。

壳体14——该壳体14可以由诸如铝中之类的金属或者诸如缩醛之类的耐腐蚀塑料制成——例如可以由通过松不脱螺丝(captive screw)18保持在一起的主壳体本体14a和本体前板14b构成。主壳体本体14a和本体前板14b相互配合以形成用于接纳一次性隔膜阀插入件22的内部腔20。插入件22包括流体室部件24和隔膜部件26。流体室部件和隔膜部件包括连结部28，该连结部28用于通过或者超声波、激光或者旋转焊接工艺将所述部件连结并密封在一起，或者流体室部件和隔膜部件被卡扣配合或胶合在一起。阀插入件优选地由可模制或可加工的塑料化合物制成。插入件包括流体入口通道30和流体出口通道32。出口通道32具有可移除和可替换的分配稍端34。隔膜部件26包括具有增大的头部38的闩锁构件36。

流体入口通道30包括外周肩部40，该外周肩部40延伸超过壳体和本体前板14b，因而防止插入件相对于壳体的旋转运动。外表面是带螺纹42的，使得流体供给源可以被容易地附接和移除。类似地，流体出口通道32具有肩部部分44，该肩部部分44延伸超过本体前板14b的下表面。肩部部分44有助于牢固地附接分配稍端。

如图4中最佳地看到的，当一次性隔膜阀插入件22定位在壳体14的腔20内时，闩锁构件36的头部38与由致动器12驱动的卡盘48接合。闩锁构件36可以包括另外的加强构件，比如螺杆46，该另外的加强构件也可以是杆或其他材料插入件。隔膜部件26的密封构件56定位在闩锁构件与流体室部件24之间，使得当卡盘48往复运 动时，隔膜以与卡盘46的往复运动相同的运动方式运动以分配流体。通过当流体在压力下正在被泵送在入口中时由隔膜打开和关闭流体路径54来分配流体。可以以如下方式制作隔膜：基于正在被分配的流体而根据需要，在可模制或可加工的基础塑料材料中添加或不添加添加剂，以改变隔膜的强度和顺应性。隔膜26和进给室24可以由各种材料制成使得进给室和隔膜可以连结并密封在一起。可模制的基础塑料材料的添加剂或者隔膜的添加剂可以是玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维或增塑剂。

尽管已经结合本发明的各种实施方式对本发明进行了描述和说明，但应当理解的是，可以在本文中做出改变和修改，所述改变和修改落入本发明的如下文中所要求保护的全部预期范围内。