卫生高压充气阀组件的制作方法

本申请涉及以下列出的申请(“相关申请”)的所有主题并要求这些申请的所有主题的最早可用的有效申请日期(例如，要求除临时专利申请之外的最早可用优先权日期)，并且通过引用将这些申请的所有主题以该主题与本文不矛盾的程度全部并入本文；本申请还要求相关申请的任一和所有的母案、母案的母案、母案的母案的母案等申请的所有主题的最早可用的有效申请日期，并且还通过引用将相关申请的任一和所有的母案、母案的母案、母案的母案的母案等申请的所有主题以该主题与本文不矛盾的程度全部并入本文：

该申请是2016年9月9日提交的题为“卫生高压充气阀”、编号为15/261634的待决申请的部分继续申请。

本发明一般涉及一种用于将相对大量的加压气体释放到含有颗粒材料等的存储容器中以便加速存储容器中的所述颗粒材料的流动的一种阀结构，更具体地涉及改进这种阀结构以改善操作。

背景技术：

从存储容器中的开口排放颗粒材料有时是麻烦的，因为容器壁上的颗粒材料的堵塞、桥接、钻鼠洞或粘性堆积(这些情况可能发生在容器中的任何地方但通常发生在容器的排放口附近)。当颗粒材料潮湿或含有使其有粘性的添加剂时，这种堵塞通常会加剧。过去已经进行了许多尝试来减轻这个问题。例如，已经提出将一个或多个气体排放器件安装在容器壁上或安装在含有颗粒材料的料斗的倾斜侧面上。如在专利号为3,788,527的美国专利中所公开的那样，这种排放辅助器件具有延伸到料斗中的喷嘴，该喷嘴用于将一股气体引导到料斗中，以减少材料内容物的堵塞和桥接，从而可以通过常规重力排放材料，或者以帮助其他卸载设备。虽然这种现有技术的诸如空气喷射器或空气脉冲器件的排放辅助器件已经取得了不同程度的商业成功，但这些器件都具有敞开的排放端部，这些排放端部经受通过所述开口进入器件中并弄脏内部机械装置从而使器件部分地或完全地不工作的颗粒材料和细粒。现有技术器件的这种缺点迫使停机以进行昂贵的维修、清洁并造成生产损失。

同样，由于所述现有技术器件的结构性质，内部活塞构件与周围外部壳体的紧密公差对于使这些空气喷射器有效运行是必要的。这产生了一个问题，即周围环境中的温度变化会导致具有不同热膨胀系数的部件之间的结合，从而导致最终的运行故障。这些温度变化可以是季节性的或日常性的，可以是由环境条件的变化引起的，或是由所涉及的工业过程造成的。

在这些现有技术的阀结构的运行中发生的相关严重问题是，由来自阀本身或其安装板的金属件(例如焊接件部段)污染所存储的颗粒材料。

目前已经开发出广泛用于商业用途的这种类型的充气阀，这种充气阀具有比上述现有技术专利中公开的充气阀的运动部件更少的运动部件。遗憾的是，所述改进的阀结构仍然易于出现许多上述运行困难，这至少部分归因于具有用焊接件制造的关键元件。基本上，所述改进的阀结构包括：外部壳体，该外部壳体具有前端部和后端部，前端部和后端部使中央内部通道终止；移动式活塞构件，该移动式活塞构件在所述外壳中的中央通道内可滑动地接合；弹簧加载的活塞引导构件，该弹簧加载的活塞引导构件被固定在位于所述外部壳体内的介于前端部和后端部中间的中央通道内；以及气动阀机构，该气动阀机构供应加压气体介质以驱动活塞构件向前离开所述通道的前端部并将加压气体释放到周围大气中。在构造所述商用阀器件时，活塞构件被设计有对中央通道的前端部进行密封的扩大的头部终止部，并且所述构件利用通过常规焊接连接在一起的多个零部件形成。更具体地，采用机加工杆，该机加工杆被螺纹连接并焊接到所述构件的单独的扩大的头部部分，并且扩大的头部部分进一步以焊接的端盖终止。金属压缩弹簧进一步焊接到所述阀结构中采用的弹簧加载的活塞引导构件会在阀运行期间频繁地发生器件故障，同时将焊接碎片引入所采用的存储容器中。

为了克服这种类型的阀器件的前述运行困难，现在提供了一种改进的气动驱动的气体排放阀结构，该气动驱动的气体排放阀结构具有极少的内部部件并且还可以以改进的方式进一步固定到各种存储容器上。在这种情况下，本发明的阀器件可以连接到高流量脉冲型电磁阀，该高流量脉冲型电磁阀用于安装在一个或多个存储容器侧壁上，以引导释放在存储的颗粒材料和内部容器壁之间的加压气体介质的重复脉冲。考虑了目前改进的阀器件的多个安装，其中各个阀在需要时围绕所述存储容器的侧壁等距地间隔开。为了降低成本和所需的维护或阀拆卸，还对将目前改进的阀结构固定到存储容器侧壁的一个或多个侧壁上进行了简化。更具体地，现有技术阀安装通常采用平的安装板，该平的安装板联接到另一个平的安装凸缘，以便将阀器件物理地固定到容器侧壁上，并且容器侧壁通常具有弯曲轮廓，该弯曲轮廓需要大量的焊接以实现这种连接方式。与此不同的是，目前改进的阀结构使得能够利用新颖的焊接安装套环将所述阀器件连接到容器侧壁上。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种在操作上改进的气动排放辅助器件，该气动排放辅助器件具有较少的非焊接内部工作部件。

本发明的另一目的是以仅需对零部件进行相对简单的改进的方式提供所述的目前改进的气体排放器件。

本发明的又一目的是提供改进的装置，由此目前改进的气体排放器件可以被物理地固定到存储容器的侧壁上。

本发明的另一目的是提供目前改进的气体排放器件和安装装置之间的新颖配合，由此所述器件可以被物理地固定到存储容器侧壁上。

考虑到下面对本发明的详细描述，本发明的这些目的和更进一步的目的将变得显而易见。

主要内容

本发明涉及一种卫生高压充气阀组件。该卫生高压充气阀组件包括：主体，该主体具有基本上共线的相对的端部；联接套环，该联接套环可以附接到主体的一个端部；端盖，该端盖可附接到与联接套环端部相对的端部；以及入口适配器，该入口适配器可附接到主体，其中，入口适配器与基本上共线的相对的端部基本上垂直。主体还包括卫生中央内部通道，该卫生中央内部通道用于在加压气体足以克服将活塞头部保持在关闭位置的压缩弹簧时将加压气体引入容器。另外，该组件包括用于容纳可维修部件的隔离室，并且该隔离室与卫生中央通道隔离。

本发明还涉及一种卫生高压充气阀组件，该卫生高压充气阀组件具有主体，该主体具有基本上同轴的相对的端部。联接套环可附接到基本上同轴的相对的端部中的一个端部，并且端盖可附接到与联接套环端部相对的端部。另外，入口适配器可附接到主体，其中，该入口适配器基本上垂直于该基本上同轴的相对的端部。该卫生高压充气阀组件还包括空气室，该空气室包括设置在入口适配器和联接套环端部之间的中央通道；并且在中央通道内没有设置可能易于捕获材料的非空气动力学部件。

根据本发明的另一实施例，提供了一种卫生高压充气阀组件。该卫生高压充气阀组件包括：具有圆形出口端口的主体；盖端；以及入口端口。包括中央通道的空气室被设置在入口端口和出口端口之间；并且其中，在中央通道内没有设置可能捕获材料(例如，有机材料)的非空气动力学部件。卫生高压充气阀组件包括用于将中央通道与盖端部隔离的空气室隔离组件。卫生高压充气阀组件还包括单件式整体活塞构件，该单件式整体活塞构件可在中央通道的与同轴的主体端部同轴的一部分内滑动一预定距离。该单件式整体活塞构件包括：扩大的头部，该扩大的头部被设置在单件式整体活塞构件的一个端部处，以用于密封空气室的联接套环端部；以及螺纹长度端部，该螺纹长度端部被设置在与扩大的头部相对的端部处；并且其中，该螺纹端部通过空气室隔离组件与中央通道隔离。

本发明还涉及高压充气阀，该高压充气阀具有鼻端和主体，该鼻端具有内部空气流室，该主体具有内部空气流室。鼻端和主体的空气流室可配合以提供穿过主体和鼻端的连续空气流室。该高压充气阀还包括可与主体配合的后体和可与后体配合的端盖。压力密封件被设置在主体和后体之间。后体、端盖和压力密封件形成在操作期间与空气流室隔离的空气隔离室。

附图说明

在说明书的权利要求中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。通过结合附图进行的以下详细描述，本发明的前述目的和其他目的、特征和优点是显而易见的，在附图中：

图1是前述现有技术的气动排放阀的局部横截面侧视图；

图2是根据本发明的卫生高压充气阀组件的透视图；

图2a是卫生高压充气阀的局部横截面透视图，该局部横截面透视图示出了处于打开位置的活塞阀和穿过图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的空气流；

图3是图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的分解图；

图4是图2所示的根据本发明的主体的透视图；

图5是图2所示的根据本发明的主体的鼻部透视图；

图6是图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的局部组装盖端部透视图；

图7是图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的局部组装鼻端透视图；

图8是图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的局部组装透视图；

图8a是卫生高压充气阀组件的局部横截面组装透视图，该局部横截面组装透视图特别地示出了图2所示的根据本发明的由端盖、后体、压力密封件和活塞轴形成的隔离空气室；

图9是图2所示的根据本发明的阀活塞组件的局部分解图；以及

图10是图2所示的根据本发明的阀端盖107的内部视图。

具体实施方式

以下简要定义的术语应适用于整个申请：

术语“包括”是指包括但不限于，并且应当以其在专利背景中通常使用的方式进行解释；

短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常是指该短语之后的特定特征、结构或特性可被包括在本发明的至少一个实施例中，并且可被包括在本发明的一个以上的实施例中(重要的是，这些短语并非一定是指同一实施例)；

如果说明书将某些内容描述为“示例性”或“示例”，则应理解为是指非排他性示例；和

如果说明书陈述了元件或特征“可”、“可以”、“可能”、“应该”、“优选地”、“可能地”、“通常地”、“可选地”，“例如”或“也许”(或其他此类语言)被包括或具有特性，则该特定元件或特征并不必需被包括在内或并不必需具有该特性。

现在参考附图的图1，图中示出了目前商用的先前描述的现有技术的气动排放阀10的局部横截面侧视图。如可以注意到，所描绘的阀结构采用多部件金属活塞构件12以及多部件金属活塞引导构件14，并且也已经用焊接件制造这两个零部件，如前文中指出的那样。圆柱形阀结构进一步包括外部金属壳体16，该外部金属壳体已被物理地固定到金属凸缘18上，该金属凸缘又用传统的螺栓22紧固到金属安装板构件20上。如本图中进一步所示，安装板构件20已经用附加焊接件固定到存储容器侧壁24上。抵靠活塞引导构件14的后端部设置的压缩弹簧26使阀保持关闭，直到通过使加压气体进入阀结构的中空中央通道28被致动。传统的电磁阀机构30将加压气体介质(例如空气等)供应到中央通道的后端部，以驱动活塞构件12向前以开启通道的前端部并将加压气体释放到存储容器的内部。对于操作，电磁阀机构30可以被附接到压缩空气供应管线(未示出)，并且当在40-100psi范围内的气体压力下正常脉冲达1/4+l秒持续时间时，压缩弹簧26被克服并且活塞构件12向前移动以打开排放阀并且沿整圆方向释放加压气体。一旦脉冲终止，内部弹簧构件26使密封活塞构件立即复位，该活塞构件主要阻止任何颗粒材料从存储容器进入到内部阀体。在现有技术器件10中特别值得注意的是，加压气体的流来自器件的后部，因此需要从器件后部到排放阀开口的向空气敞开的流道。可以理解的是，被夹在例如弹簧构件26的缝隙中的任何颗粒物质可能被吹入存储容器并污染存储容器。

此外参考图2，图中示出了卫生高压充气阀组件100的透视图，其中，阀头部105处于关闭位置。图2中示出了主体101、入口102、端盖夹具103、端盖夹具翼形螺母103a、套环夹具104和套环翼形螺母104a。此外，图2示出了扩大的活塞头部105。

继续参考图2，可以理解的是，入口适配器102的轴线z与高压充气器100的x-x轴线基本上垂直且共面。联接到入口适配器102的诸如弯管联接件的联接件(未示出)可被旋转，以便于定位电磁阀(未示出)，从而促进充气器100单元的高效维护，特别是那些被安装在接近性是有问题的地方(例如在容器上的较高高度处)的单元，以及相对于空气软管的放置提供更大的安装灵活性。入口适配器102还包括诸如标准三叶草凸缘的卫生连接凸缘102a。

此外，图2中示出的是快速释放夹具103、104和相关联的翼形螺母103a、104a，该快速释放夹具和相关联的翼形螺母允许简化安装和拆卸充气阀100。应当理解，该特征相对于现有技术方案是有利的，这些现有技术方案通常被螺纹连接到螺纹安装联接件并用锁紧螺母拧紧；因此，需要手动工具来安装和拆卸充气阀100。快速释放夹具103、104可以是任何合适类型的卫生夹具，例如三叶草夹具组件。

端盖107通过快速释放夹具103固定到后体101。快速释放夹具103允许快速且容易地安装和拆卸端盖107以便接近可拆卸部件以进行维修。应当理解，本文公开的新颖特征相对于如图1所示的现有技术设计是有利的，该现有技术设计需要使用工具和多个步骤来拆卸和修理充气阀。

此外参考图2a，图中示出了卫生高压充气阀的局部横截面透视图，该局部横截面透视图示出了处于打开位置的活塞阀头部105和穿过图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件100的空气流。如本文将更详细描述的，沿路径2a1的空气流经由入口端口102进入，沿室101a1行进；并且如果有足够的压力克服波形弹簧2203的恢复力，则活塞头部105受力打开，以允许加压空气经由间隙2a2逸出。当加压空气被移除或不足以克服波形弹簧2203的恢复力时，波形弹簧推动衬套2202(衬套2202邻近垫圈2204，垫圈2204与连接到活塞阀轴105a的弹簧张紧器2205相邻)，迫使活塞阀头部105进入关闭位置，即不再有用于使空气逸出腔室101a的间隙2a2。应当理解，可以采用任何合适的恢复力，例如波形弹簧或螺旋弹簧。

此外参考图3，图中示出了图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的分解图。图3中示出了焊接式安装套环201。实际上，安装套环201被焊接到任何具有金属壁的保持容器或设备上。被附接到主体101的鼻端101a插入穿过安装套环201，并通过套环夹具104和套环夹具翼形螺母104a(如图2所示)与安装套环和衬垫2207联接在一起。在替代实施例中，安装套环201可包括安装凸缘。应当理解，安装套环201(有或没有安装凸缘)可以通过任何合适的装置(例如合适的粘合剂或紧固件)固定到容器壁上。还应当理解，安装套环201可以是具有内螺纹的，以用于替代联接装置。

仍然参考图3，鼻端101a被安装到主体101上。衬垫2206有助于确保主体101和鼻端101a之间的气密密封。后体101b被安装到主体101上。压力密封件805夹在后体101b和主体101之间，并被安装到活塞轴105a上以形成气密密封，同时允许活塞轴105a穿过压力密封件805可滑动地移动。应当理解，压力密封件805和后体101b将主体101的内部空气室(图5：4401)与充气阀100的恢复力端部3301隔离。

仍然参考图3，波形弹簧2203夹在衬套2201和衬套2202之间。活塞轴105a可穿过衬套2201、2202和波形弹簧2203滑动并连接到张紧器2205。张紧器2205可以是具有内螺纹的并通过活塞轴105a上的配合螺纹(参见图8：105b)连接到活塞轴105a。在替代实施例中，张紧器2205可以用销(图9：2205a)穿过活塞轴孔105c(图9：105c)被钉到活塞轴105a上。应当理解，张紧器2205可以通过可配合的螺纹和销连接到活塞轴105a。还应当理解，在替代实施例中，衬套2202、垫圈2204和张紧器2205可以是单个整体件。

仍然参考图3，应当理解的是，波形弹簧2203提供恢复力到衬套2202上，该衬套2202推压垫圈2204，该垫圈邻接抵靠张紧器2205，该张紧器被附接到活塞轴105a，从而关闭活塞阀头部105的活塞阀头部下侧105d或使活塞阀头部105的活塞阀头部下侧105d邻接抵靠鼻端101a。应当理解，穿过入口102进入主体101的加压流体(例如，空气)推压活塞阀头部下侧105d，并且足以克服波形弹簧2203力的压力将使活塞轴105a滑动到打开位置，从而允许加压流体(例如，空气)围绕活塞阀头部105的边缘逸出。当加压流体被移除或不足以克服波形弹簧2203的恢复力时，波形弹簧运行以使阀头部105返回其关闭位置，即阀头部105的下侧105d邻接抵靠鼻端101a。

此外参考图4，该图示出了图2所示的根据本发明的主体101的透视图。图4示出了与后体101b配合的配合面3302。图4还示出了压力密封件插入区域3301，压力密封件805安装在该压力密封件插入区域处。

此外参考图5，该图示出了图2所示的根据本发明的主体101的鼻部透视图。图5示出了与鼻端101a配合的配合面4402。图5还示出了穿过入口102并离开主体101的空气流动路径5501。应当理解，在工作中沿空气流动路径5501离开主体101的加压空气将进入鼻端101a以推压阀头部105的下侧105d。

此外参考图6，该图示出了图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件100的局部组装盖端部透视图。压力密封件805邻接抵靠后体101b，以将恢复力部段3301与主体空气室隔离(见图5)，并允许活塞轴105a的可滑动操作。图6还示出了后体101b、衬垫2208和端盖107，后体、垫圈和端盖配合在一起以形成容置恢复力部段3301的隔离室。

此外参考图7，该图示出了图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件100的局部组装鼻端透视图。图7中示出了内部空气室101a1和衬垫2206。衬垫2206配合抵靠主体101以在鼻端101a和主体101之间形成气密密封。应当理解，离开主体的空气流5501(参见图5)进入空气室101a1。

此外参考图8，该图示出了图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件100的局部组装透视图。图8示出了衬套2201、2202、波形弹簧2203、垫圈2204以及张紧器2205在有螺纹的阀轴105b上的相对位置。张力调节器2205调节由压缩弹簧2203施加到活塞105的张力。张力调节器2205可以是任何合适的张力调节器，诸如槽顶螺母或开槽螺母。

此外参考图8a，该图示出了图2所示的根据本发明的卫生高压充气阀组件的局部横截面组装透视图，该透视图特别示出了由端盖107、后体101b、压力密封件805和活塞轴105a形成的隔离空气室。应当理解，衬套2201、波形弹簧2203、衬套2202以及张紧器2205被包含在由前述元件形成的隔离空气室内。

此外参考图9，该图示出了图2所示的根据本发明的阀活塞组件的局部分解图。预先确定在金属活塞105a上的张紧弹簧销孔105b的位置以便当张力调节器2205被调节成使得张紧弹簧孔105可见时获得所需的弹簧张力。还应当理解，张紧弹簧孔105b的位置是根据与弹簧2203相关联的所需弹簧常数和预期空气压力而被预先确定的。例如，孔105b可位于活塞105a上，使得对于与压缩弹簧803相关联的给定或预定的弹簧常数和预期空气压力，距离d为0.125英寸。类似地，开槽张紧器1201可以在活塞105a螺纹105b上旋转(参见图8)，直到张紧器2205在螺纹105b的末端达到最底。螺纹的末端或螺纹长度105b可以被预先确定，使得对于给定的弹簧常数和空气压力，距离d为0.093英寸。

图9中还示出了阀轴矩形端部或阀轴矩形键105d。阀轴键105d适于与图10所示的端盖107中的矩形槽107d配合。应当理解，当充气器100完全组装时，被安装在槽107d中的阀轴矩形端部105d不能旋转。

应该理解，前面的描述仅是对本发明的说明。因此，本领域技术人员可以设计出不脱离本发明的各种替代方案和修改。因此，本发明旨在包含落入所附权利要求范围内的所有这些替代、修改和变化。