CN117940344A - 用于具有阀的流体产品分配装置的填充头 - Google Patents

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CN117940344A CN202280060197.0A CN202280060197A CN117940344A CN 117940344 A CN117940344 A CN 117940344A CN 202280060197 A CN202280060197 A CN 202280060197A CN 117940344 A CN117940344 A CN 117940344A
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本杰明·玛农
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Abstract

本发明涉及一种用于具有包括阀闸门(120)的阀(100)的装置的填充头，所述填充头具有：‑主体(50)，具有接收空间(55)；‑控制构件(10)，在主体(50)中在静止位置与填充位置之间滑动，所述构件(10)具有通到接收空间(55)中的通道(15)；‑环(30)，固定到构件(10)并且与设置在环(30)与主体(50)之间的弹簧(7)配合；以及板(70)，固定到主体(50)并且具有壳体(71)，该壳体用于接收阀(100)，以使得在填充位置中，阀闸门(120)通到接收空间(55)中，其中，在填充位置中，接收空间(55)被密封并且具有位于控制构件(10)与主体(50)之间的第一密封件(4)、位于主体(50)与接收板(70)之间的第二密封件(5)以及位于接收板(70)与阀闸门(120)之间的第三密封件(6)，所述第三密封件(6)与阀闸门(120)的外侧壁配合。

Description

用于具有阀的流体产品分配装置的填充头
本发明涉及一种用于包括阀(特别是计量阀)的流体产品分配装置的填充头。
已知的计量阀是本领域公知的，其在每次致动阀时分配精确剂量的流体产品，并且通常组装在容纳流体产品和推进剂的用于排出该剂量的储液器上。
包括阀(特别是计量阀)的流体产品分配装置的储液器通常通过填充装置来填充，该填充装置通过阀的阀闸门传送加压的流体产品流。为此，将阀的阀闸门***到填充头中，填充头通过将阀闸门朝向其分配位置移动来致动阀，然后通过阀闸门的出口孔注入流体产品。在计量阀的情况下，流体产品通过阀闸门并且进入计量腔室，并且从计量腔室进入储液器，以使腔室垫圈变形。通常，填充压力在5巴(bar)至10巴之间，这足以使腔室垫圈变形，腔室垫圈通常在2巴至3巴的压力下变形。
这种类型的填充头的缺点是在填充过程中阀闸门的位置的可变性。事实上，计量阀中的阀闸门的完全致动位置(也称为下止点)可以由阀闸门弹簧的连续圈数来限定，具有很大的可变性潜力。虽然这在使用阀分配一定剂量的流体产品时不会引起任何困难，但由于该剂量是在阀闸门到达其末端位置之前分配的，因此阀的位置的这种不确定性可能在填充阶段产生问题。当阀闸门与填充头之间的密封形成在阀闸门的上轴向边缘上时，阀的位置的这种不确定性被进一步放大，因为垫圈在这一点上的挤压也会导致填充时阀闸门的最终位置的可变性。
填充头的另一缺点与填充头施加在阀体上的应力有关，例如在阀体变形的情况下，这可能导致阀出现故障。
文献US 3 234 707和US 4 917 156描述了现有技术的装置。
本发明的目的是提供一种用于流体产品分配装置的填充头，该流体产品分配装置包括不具有上述缺点的阀。
本发明的另一目的是提供这样一种具有改进的填充可靠性的填充头。
本发明还旨在提供这样一种填充头，其中已经消除了填充位置中的不确定性和可变性。
本发明还旨在提供这样一种填充头，其中在填充期间阀体上的应力受到限制。
本发明还旨在提供这样一种装置，其制造和组装简单且便宜，并且使用可靠。
因此，本发明涉及一种用于流体产品分配装置的填充头，该流体产品分配装置包括通过固定元件安装在储液器上的阀，所述阀包括设置有轴向出口孔并且在阀体中滑动的阀闸门，所述填充头包括：
-主体，包括接收空间，
-控制构件，安装为在所述主体中在静止位置与填充位置之间沿轴向滑动，所述控构件包括填充通道，在填充位置中，加压的流体通过填充通道被供给到所述阀，以对所述储液器进行填充，所述填充通道包括通到所述接收空间中的出口孔，
-上部板，所述控制构件穿过上部板并且上部板固定到所述主体，
-支撑环，固定到所述控制构件并且与设置在所述支撑环和所述主体之间的第一弹簧配合，
-接收板，固定到所述主体并且包括壳体，该壳体用于接收所述阀，以使得在填充位置中，所述阀闸门的轴向出口孔通到所述接收空间中，
其中，在填充位置中，所述接收空间具有密封件，该密封件包括位于所述控制构件与所述主体之间的第一垫圈、位于所述主体与所述接收板之间的第二垫圈以及位于所述接收板与所述阀闸门之间的第三垫圈，所述第三垫圈与所述阀闸门的外侧壁配合，以及
-阀弹出装置，用于在填充之后将所述阀从所述壳体弹出，
所述弹出装置包括：
-弹出件缸，设置在所述主体中，
-至少一个弹出件，在所述主体中于弹出位置与填充位置之间沿轴向可移位地设置，每个弹出件都设置在所述弹出件缸与所述支撑板之间，每个弹出件都包括扩大的头部和从所述扩大的头部沿轴向向下延伸的杆，所述杆穿过所述主体和所述接收板，以在弹出位置中伸入到所述壳体中，以及
-第二弹簧，设置在所述弹出件套筒与所述上部板之间并且使所述至少一个弹出件朝向其弹出位置偏置。
有利地，所述第一垫圈是由组装在所述控制构件的凹槽或凹部中的O形垫圈或X形垫圈形成的动态垫圈。
有利地，所述第二垫圈是由楔入所述主体与所述接收板之间的O形垫圈或X形垫圈形成的静态垫圈。
有利地，所述第三垫圈是由设置在所述接收板的适当凹部中的O形垫圈或X形垫圈形成的动态垫圈。
有利地，在填充位置中，所述填充头仅与所述阀形成两个接触区域，第一接触区域形成在所述控制构件与所述阀闸门之间，第二接触区域形成在所述支撑板或连接到所述支撑板的元件与所述固定元件的径向外部部分之间。
有利地，设置有以120°间隔开的三个弹出件。
有利地，所述接收空间形成在主体的中空柱形套筒中，所述控制构件在中空柱形套筒中以密封的方式在其静止位置与填充位置之间沿轴向滑动。
本发明还涉及一种由如上所述的填充头和流体产品分配装置形成的组件，该流体产品分配装置包括通过固定元件安装在储液器上的阀。
有利地，所述阀包括阀闸门，该阀闸门设置有轴向出口孔并且在阀体中滑动，其中，在填充位置中，所述阀闸门位于所述阀体的所述接收空间中，并且所述固定元件位于所述接收板的所述壳体中。
本发明的这些特征和优点以及其它特征和优点将通过以下通过非限制性实例并且参考附图的方式进行的详细描述更清楚地显现出来，在附图中：
图1是根据有利的实施方式的分配阀的截面示意图，其中阀闸门处于静止位置并处于阀的竖直填充和储存位置，
图2是根据有利的实施方式的填充头的分解示意图，
图3是图2中的填充头在***阀之前的填充循环开始时的截面图，
图4是在***阀之后且在填充之前的类似于图3的视图，
图5是在填充过程中的类似于图4的视图，
图6是在填充之后的类似于图5的视图，以及
图7是在弹出阀之后的类似于图6的视图。
在以下描述中，术语“顶部”、“底部”、“下部”、“上部”和“竖直的”是指图3至图7中所示的直立位置，术语“轴向”和“径向”是指相对于阀的纵向中心轴线X。
图1示出了处于直立填充位置的阀100，也就是处于阀位于储液器200上方的位置，其中仅以简图的方式示出了储液器的颈部201。在该实例中所示的阀100是计量阀。
图1中所示的计量阀包括沿纵向中心轴线X延伸的阀体110。在所述阀体110内，阀闸门120在静止位置与分配位置之间滑动，静止位置是图1所示的位置，阀闸门120在分配位置处已经被轴向向下推动到阀体110内。
该阀100通过固定元件130组装在适于容纳流体产品和推进剂的储液器200上，固定元件130可以是囊状件，该囊状件可以通过压接、螺纹紧固或卡扣紧固的方式与所***的颈部垫圈140固定。
可选地，环150可以安装在阀体110周围，特别是为了减少在使用时倒置位置中的死区容积和/或限制流体产品与颈部垫圈140之间的接触。该环150可以是任何形状，并且图1中的实例不是限制性的。通常，储液器200旨在容纳流体产品和推进剂(特别是由在液化推进剂中悬浮和/或溶解的一种或多种活性成分以及可选的赋形剂构成的制剂)。推进剂有利地包括HFA气体，例如HFA 134a和/或HFA 227。优选地，推进剂包括HFA-152a。在一种变型中，可以使用诸如HFO1234ze的其它无害气体。
阀闸门120由设置在阀体110中的弹簧160推向其静止位置，弹簧一方面与阀体110配合，另一方面与阀闸门120配合，优选地与阀闸门120的径向套环129配合。计量腔室170限定在阀体110内，所述阀闸门120在所述计量腔室170内滑动，以便在阀被致动时允许计量腔室的内容物被分配。
有利地，阀闸门120制成为单件，即上部部分(也称为上部阀闸门)和下部部分32(也称为下部阀闸门)。上部部分31包括设置有轴向出口孔121和径向入口通道123的中央轴向通道122，当阀闸门120处于其分配位置时，该径向入口通道位于计量腔室170中。下部部分包括设置有径向出口通道124的内部轴向通道125。下部部分还包括位于其外表面上的套环129。
内部轴向通道125使得可以将计量腔室170连接到储液器，以便在每次使用之前填充所述计量腔室170。该填充是在装置处于其使用中的倒置位置时进行的，在该倒置位置中，阀100设置在储液器200的下方。
在图1的实例中，当阀闸门120处于其静止位置时，计量腔室170通过阀闸门120的内部轴向通道125连接到储液器1。因此，在该静止位置中，计量腔室170保持与储液器1连接，并且可以在重力作用下在图1中的直立位置处被清空。因此，图1和图2中所示的阀为非充注型阀。然而，本发明也可以应用于其它类型的阀，特别是保持型阀。
阀体110包括柱形部分115，弹簧160设置在该柱形部分中，并且套环129在该柱形部分中在静止位置与分配位置之间滑动。在图1中的位置中，该柱形部分115是阀体的下部部分。该柱形部分115包括一个或多个纵向开口111(例如狭槽)，该纵向开口在阀体的所述柱形部分115中沿中心纵向轴线的方向在阀体的轴向高度的一部分上横向延伸。这些开口111使得在每次致动之前可以填充计量腔室170，当处于使用中的倒置位置(阀位于储液器下方)时，阀闸门120处于其静止位置。
计量腔室170以公知的方式限定在两个环形垫圈(顶部垫圈或阀闸门垫圈171和底部垫圈或腔室垫圈172)之间。当使用者将装置翻转到倒置位置时，该计量腔室170在每次致动之前都被来自储液器的一定剂量的流体产品填充。
计量腔室170的容积由腔室***件175限定，该腔室***件基本上是柱形，其中，柱形壁的径向厚度根据所需容积而更大或更小。该容积可以有利地在25μL至75μL之间变化。
腔室垫圈172在其径向内边缘上有利地包括径向密封唇部173，以便在阀致动时在阀闸门120移位期间来提高与阀闸门的动态密封。该可变形的唇部173径向向内且轴向向下延伸。这种实现方式使得当阀闸门120在致动期间沿一个方向然后沿另一个方向移位时能够确保完美的密封。此外，该径向密封唇部使得储液器能够容易地通过阀填充，而不会有损坏底部垫圈172的风险，这将在下文中描述。
图2至图7描述了根据有利实施方式的填充装置的填充头。
该填充头包括以下元件：控制构件10、上部板20、支撑环30、弹出件缸40、主体50、至少一个弹出件60和接收板70。
在图2的实例中，有三个弹出件60，它们有利地彼此相距120°，但任何数量的弹出件都是可行的。
设置第一固定装置1用于将控制构件10固定到填充装置的马达(未示出)，设置第二固定装置2用于将上部板20固定到主体50，并且设置第三固定装置3用于将接收板70固定到主体50。这些不同的紧固装置可以分别由一个或多个螺钉等形成。
在控制构件10上设置有第一垫圈4，以便当控制构件10相对于主体50移位时与主体50的一部分配合。该第一垫圈4是动态垫圈，并且可以由组装在控制构件10的适当的凹槽13中的O形垫圈或X形垫圈形成。在主体50与接收板70之间设置有第二垫圈5。该第二垫圈5是静态垫圈，并且可以由楔入主体50与接收板70之间的O形垫圈或X形垫圈形成。在接收板70与阀闸门120之间设置有第三垫圈6。该第三垫圈6是动态垫圈并且可以由设置在接收板70的适当的凹部中的O形垫圈或X形垫圈形成，以便与阀闸门120的外侧壁配合。
第一弹簧7设置在支撑环30与主体50之间，支撑环固定到控制构件10。第二弹簧8可以可选地设置在上部板20与弹出件缸40之间。
定心销9可以设置在主体50与接收板70之间。
可以按照如下方式组装图2中的填充头。
在定位定心销9以及第二垫圈5和第三垫圈6之后，通过第三固定装置3将接收板70固定到主体50。
根据本发明，填充头包括用于在填充之后使阀弹出的装置。每个弹出件60有利地从上方***到主体50中。每个弹出件60包括扩大的头部61和从所述头部轴向向下延伸的杆62。杆62通过适当的开口穿过主体50和接收板70，而头部在轴向上由接收板70的肩部72保持。因此，在静止位置中，每个弹出件都定位成使扩大的头部62抵靠相应的肩部72并且使杆62延伸到接收板70的壳体71中。
然后将弹出件缸40从上方***到主体50中，其中所述弹出件缸40的底壁与每个弹出件60的扩大的头部相配合。
将第一弹簧7和第二弹簧8从上方***到主体50中，其中第一弹簧7直接支撑在主体50的内部部分上，并且第二弹簧8支撑在弹出件缸40的底壁上。在所示实例中，两个弹簧7、8是同心的，其中第一弹簧7在径向上位于第二弹簧8内部。其它实施方式也是可行的。如下面所解释的，第二弹簧8是可选的。
控制构件10包括轴向杆部分11，该轴向杆部分包括旨在接收支撑环30的固定轮廓部12(例如卡扣紧固轮廓部或螺纹紧固轮廓部)和旨在接收第一垫圈4的凹槽或凹部13。上部板20在其中心穿孔并且围绕控制构件的轴向杆部分11设置。将支撑环30从下方***到上部板20的下部部分，以便卡扣或旋拧到轴向杆部分11的固定轮廓部12上。
然后，通过第二固定装置2将该组件固定到主体50，其中第一弹簧7与支撑环30配合并且第二弹簧8与上部板20配合。
至少一个弹出件60和弹出件缸40可以在主体50中在弹出位置与填充位置之间沿轴向移位，在填充位置中，每个弹出件60在主体50中沿轴向向上移位，从而引起弹出件缸40沿轴向向上移位并引起第二弹簧8的压缩。
控制构件10包括填充通道15，该填充通道在轴向杆部分11的中心处沿轴向延伸，并且包括出口孔16的轴向下端通到主体50的由主体50的中空柱形套筒54限定的接收空间55中。
因此，控制构件10在主体50中在其静止位置与其填充位置之间沿轴向移位。在该轴向移位期间，第一垫圈4以密封的方式与所述中空轴向套筒54配合以保持所述接收空间55的密封。此外，当控制构件10朝向其填充位置移位时，第一弹簧7压缩以便在完成填充时使得控制构件10能够回到其静止位置。
在图3至图7中示出了图2中的填充头的操作。
该填充头是所谓的压紧头，也就是它施加在阀上的压力一方面施加在阀闸门120上，另一方面施加在固定元件130的径向外部部分(也就是通过颈部垫圈140与储液器200配合的部分)。因此，填充头不对固定元件130的径向内部部分(也就是通过阀闸门垫圈171与阀体110配合的部分)施加应力。此外，控制构件10经由阀闸门120施加在阀体110上的应力不会超过阀的弹簧160的校准所允许的应力。
此外，与现有的填充头不同，头与阀闸门之间的密封不是通过轴向设置在阀闸门的径向上部边缘上方的限定了阀闸门的出口孔121的垫圈来获得的，而是在阀闸门的侧面上来获得的。因此，如图3和图4所示，当阀***到填充头中时，阀闸门的顶部通过接收板70中的轴向开口进入接收空间55，接收板中的轴向开口与主体50中的轴向开口对准，其中第三垫圈6以密封的方式与阀闸门的外侧壁配合，如图5和图6所示。
如图3和图4所示，在将阀***到头中的过程中，伸入到形成在静止的接收板70中的壳体71的至少一个弹出件60被阀的固定元件130向上推动，这也使得弹出件缸40移位并压缩第二弹簧8。
当阀闸门120到达主体的接收空间55中以抵靠控制构件10的轴向杆部分11的下部边缘时，填充过程可以开始。有利地，填充通道15的出口孔16形成可以稍微穿入到阀闸门120的轴向出口孔121的小的突起物。如图5所示，控制构件10沿轴向向下移位，这使得阀闸门120朝向其填充位置移位。然后加压的流体产品可以通过控制构件的填充通道15被注入以进入阀闸门120中，然后到达储液器200。在该加压填充期间，通过控制构件10与主体50之间的第一垫圈4、主体50与接收板70之间的第二垫圈5以及接收板70与阀闸门120之间的第三垫圈6来确保接收空间55的密封。
如图6所示，在填充结束时，第一弹簧7使控制构件10返回到静止位置，并且如图7所示，至少一个弹出件60通过弹出件缸40和第二弹簧8将阀从接收板70的壳体71弹出。
应当注意，弹出装置(在这种情况下是弹出件60和相关元件，也就是弹出件套筒40和第二弹簧8)对于填充头的适当操作不是强制性的。使用这种弹出装置的一个优点是保证阀与头之间的良好分离。事实上，由于在阀闸门120的侧壁上形成密封，所以阀从接收板70的壳体71缩回存在一些阻力，因此使用弹出件60可以是有利的。
上述填充头的优点是在填充期间更好地控制阀闸门在阀中的位置，一方面由于在阀闸门120的上部边缘与控制构件10的轴向杆部分11的下部边缘之间不存在轴向设置的垫圈，另一方面由于填充头与固定元件130的径向内部部分之间没有接触，并且还由于阀的弹簧160的圈在填充位置中不会变得连续的事实使得阀闸门的位置不易变化。设想了头与固定元件之间的唯一接触仅在固定元件的径向外部部分上，这消除了与阀闸门的垫圈相关的可变性并且还保护阀体(特别是计量腔室)在填充期间免受任何应力的影响。
尽管上面已经参考本发明的具体实施方式描述了本发明，但是应当理解本发明不受所示实例的限制。相反，在不超出所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对其进行任何有用的修改。

Claims (9)

1.一种用于流体产品分配装置的填充头，所述流体产品分配装置包括通过固定元件(130)安装在储液器(200)上的阀(100)，所述阀(100)包括设置有轴向出口孔(121)并在阀体(110)中滑动的阀闸门(120)，所述填充头包括：
-主体(50)，包括接收空间(55)，
-控制构件(10)，安装为在所述主体(50)中在静止位置与填充位置之间沿轴向滑动，所述控制构件(10)包括填充通道(15)，在所述填充位置中，加压的流体产品通过所述填充通道被供给到所述阀(100)，以对所述储液器(200)进行填充，所述填充通道(15)包括通到所述接收空间(55)中的出口孔(16)，
-上部板(20)，所述控制构件(10)穿过所述上部板并且所述上部板固定到所述主体(50)，
-支撑环(30)，固定到所述控制构件(10)并且与设置在所述支撑环(30)和所述主体(50)之间的第一弹簧(7)配合，
-接收板(70)，固定到所述主体(50)并且包括壳体(71)，该壳体用于接收所述阀(100)，以使得在所述填充位置中，所述阀闸门(120)的所述轴向出口孔(121)通到所述接收空间(55)中，
其中，在所述填充位置中，所述接收空间(55)具有密封件，所述密封件包括位于所述控制构件(10)与所述主体(50)之间的第一垫圈(4)、位于所述主体(50)与所述接收板(70)之间的第二垫圈(5)以及位于所述接收板(70)与所述阀闸门(120)之间的第三垫圈(6)，所述第三垫圈(6)与所述阀闸门(120)的外侧壁配合，以及
-阀弹出装置(60，40，8)，用于在填充之后将所述阀(100)从所述壳体(71)弹出，
其特征在于，所述弹出装置包括：
-弹出件缸(40)，设置在所述主体(50)中，
-至少一个弹出件(60)，在所述主体(50)中于弹出位置与填充位置之间沿轴向能移位地设置，每个所述弹出件(60)都设置在所述弹出件缸(40)与所述支撑板(70)之间，每个所述弹出件(60)都包括扩大的头部(61)和从所述扩大的头部(61)沿轴向向下延伸的杆(62)，所述杆(62)穿过所述主体(50)和所述接收板(70)，以在所述弹出位置中伸入到所述壳体(71)中，以及
-第二弹簧(8)，设置在所述弹出件套筒(40)与所述上部板(20)之间并且将至少一个所述弹出件推向其弹出位置。
2.根据权利要求1所述的填充头，其中，所述第一垫圈(4)是由组装在所述控制构件的凹槽或凹部(13)中的O形垫圈或X形垫圈形成的动态垫圈。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的填充头，其中，所述第二垫圈(5)是由楔入在所述主体(50)与所述接收板(70)之间的O形垫圈或X形垫圈形成的静态垫圈。
4.根据前述权利要求中任一项所述的填充头，其中，所述第三垫圈(6)是由设置在所述接收板(70)的适当凹部中的O形垫圈或X形垫圈形成的动态垫圈。
5.根据前述权利要求中任一项所述的填充头，其中，在所述填充位置中，所述填充头仅与所述阀(100)形成两个接触区域，第一接触区域形成在所述控制构件(10)与所述阀闸门(120)之间，第二接触区域形成在所述支撑板(70)或连接到所述支撑板的元件(60)与所述固定元件(130)的径向外部部分之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的填充头，其中，设置有以120°间隔开的三个所述弹出件(60)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的填充头，其中，所述接收空间(55)形成在所述主体(50)的中空柱形套筒(54)中，所述控制构件(10)在所述中空柱形套筒中以密封的方式在所述控制构件的静止位置与填充位置之间沿轴向滑动。
8.一种由流体产品分配装置和前述权利要求中任一项所述的填充头形成的组件，所述流体产品分配装置包括通过固定元件(130)安装在储液器(200)上的阀(100)。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述阀(100)包括阀闸门(120)，所述阀闸门设置有轴向出口孔(121)并且在阀体(110)中滑动，其中，在所述填充位置中，所述阀闸门(120)位于所述主体(50)的所述接收空间(55)中，并且所述固定元件(130)位于所述接收板(70)的所述壳体(71)中。
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