专利名称：烟雾剂粉状物阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及从压力容器中分配内装物的阀门，特别是用于分配粉状物的烟雾剂(aerosol)阀门，所述粉状物在这种压力容器中悬浮于液化推进剂中。
背景技术：
在常规形式的烟雾剂阀门组件中，通过向下压动固定在烟雾剂阀门的直立阀杆顶部的按钮或帽状物，使烟雾剂阀门沿竖直方向开启，从而释放出烟雾剂容器中的内装物。当释放作用在按钮上的压力时，通过作用在阀门上的弹簧作用力，使阀门封闭。位于阀杆下部的阀体具有位于上部水平连续的密封表面，该密封表面沿周边包围阀杆。当烟雾剂阀门封闭时，这个位于上部的水平表面被作用在阀体上的弹簧向上推动，与阀门的密封垫圈相靠，进入密封配合位置。当阀门处于封闭位置时，在阀杆中的一个或多个开口位于阀门垫圈的下表面的上方。阀杆通过位于垫圈中心的孔，而且垫圈中心孔的周边表面可以提供径向密封性能，当阀门封闭时，阀杆再次进入密封位置。通过向按钮施加压力使阀门开启时，阀杆向下移动，阀杆的一个或多个开口移动到垫圈的下方位置。此时烟雾剂容器中的内装物在推进剂的作用下，向上通过常规的汲取管进入阀门壳体，内装物围绕阀体和阀杆，然后向上流动通过位于阀体上方的水平表面，该水平表面圆周围绕着阀杆，通过一个或多个阀杆开口进入阀杆，并向上通过阀杆，再向外通过固定在阀杆顶部的按钮和帽状物中的出口喷咀。
上述常规的烟雾剂阀门用于分配多种内装物，其中包括特别是与本发明相关的内装物，这种内装物具有悬浮在液化推进剂中的粉状物。这种内装物包括阻汗剂(ANTI-PERSPIRANTS)、除臭剂、脚喷雾剂等等。不幸的是，当具有粉状物的内装物从烟雾剂容器中释放时，由于粉状物在上述位于阀体上方的水平密封表面上产生堆积，对于常规的烟雾剂阀门的作用产生不良影响。在作用在按钮上的压力被释放后，这种粉状物的堆积物导致阀门保持部分开启，由此影响阀门充分释放作用。其结果是，阀门在经过次数不多的使用之后，造成烟雾剂容器中的压力泄漏，甚至不能使用，这种推进剂的泄漏将对压力容器的使用产生不良影响。在目前，希望被分配的内装物中粉状物的含量比较高的情况下，例如一种粉状物的阻汗剂，其重量固体含量大约在50％-60％，其中固体包含粉状物和其他形式的粉状物，上述问题将更加严重。
专业人员已经提出了多种克服上述粉状物阀门的问题的措施，例如其中一种措施公开在英国专利GB-1216655中，其中设有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(或者设置在垫圈的密封表面下方)，以便包围着阀杆。锐利的顶部边缘与垫圈相配合，形成阀门的密封表面，当驱动阀门释放粉状物的内装物时，使产生的粉状物的堆积出现在锐利的顶部边缘的内侧和外侧，或者位于聚中的肋条之间的沟槽中，而不堆积在肋条的顶部。但是粉状物仍然足以堆积在肋条之间的沟槽中，最终对阀门的密封性能产生不良影响。
另一种克服上述粉状物阀门问题的措施公开在美国专利US-3773064中，其中圆周沟槽围绕着阀杆，阀杆具有开口，开口位于沟槽顶部的圆锥形向外倾斜的部分，密封垫圈安装在沟槽中，并且包围圆锥形部分。在沟槽中，伸出的圆柱形突出物压入垫圈，以便强化密封。但是，这种结合表面包括沟槽的底部，这种结构仍然会导致出现粉状物堆积的情况，特别是在如今要求粉状物的内装物具有比较大的固体含量的情况下，上述不利影响将更加严重。
发明概述本发明旨在提供一种烟雾剂粉状物的阀门，其可以消除粉状物产生堆积的缺陷，避免堆积的粉状物对阀门的密封性能产生影响。在本发明中消除了如上面所述阀杆周围的阀体的上部水平密封表面。取而代之的是，借助包围阀杆的密封配合的垫圈，获得仅仅朝着阀杆径向方向的阀门的密封。阀杆的外表面是直线上下的圆柱形外表面，具有例如两个横向进入开口，直线形状的阀杆表面没有设置如现有技术中相同的垫圈凹槽。因此在这种结构中，不存在水平密封表面，也没有沟槽表面，在凹槽表面的粉状物将产生堆积，这将对阀门的密封性能产生不良影响，或者阻塞开口。
在本发明中，在开口的下方具有向下连续延伸的竖直的圆柱形阀杆表面，以致在下方的阀体实际上是直线形阀杆的连续部分，除去多个沿竖直方向延伸的狭窄的花键以外，所述花键沿着阀体的周边间隔设置，各相邻的一对花键之间具有大的周边空间。在花键靠近其上端的有限距离内，各花键沿着周边方向向内地倾斜，在各花键的顶部形成最小的水平区域。当粉状物的阀门封闭时，各花键的顶部与密封垫圈相靠，限制在弹簧作用力的影响下，阀杆继续向上返回移动。但是，各花键的最小水平顶部区域在花键的顶部获得最小单独的全部水平表面。因此防止粉状物在水平表面上产生堆积，避免堆积的粉状物对阀门的密封产生不良影响。
可以选择花键的数量和单独的花键顶部表面的水平区域，因此，(a)花键不会刺穿密封垫圈，不会破坏由垫圈包围的上述开口的径向密封性能；(b)花键具有最小的顶部水平区域，可以防止粉状物在花键的顶部产生堆积。显而易见，对于给定的弹簧作用力来说，花键的数量越少越好，对于垫圈的材料来说，各花键需要有比较大的顶部区域，以便防止刺穿垫圈。在下面所述实施例中，围绕阀杆设有八个等距离间隔设置的花键，各花键具有基本上相近的顶部表面区域0.00235平方英寸，其与竖直的阀杆表面直接相靠，阀杆的外径大约为0.158英寸。因此可以得知，在本发明中，阀杆顶部表面区域非常小。
在本发明中，当阀门封闭时，在花键之间的比较大的周边空间允许粉状物在花键之间向下降落，使粉状物离开垫圈，因此有助于防止任何粉状物堆积在垫圈或开口上，从而避免对密封产生不良影响，或阻塞阀杆开口。而且开口比较好的定位在一对花键之间的周边位置，而不是定位在单独的花键上方，因此可以通过花键的最小顶部区域从开口中排出粉状物。
在花键顶部表面的下方，如上所述，在比较小的竖直区域范围内，各花键的侧面相互向外倾斜，然后朝着阀体的底部沿竖直方向延伸。因此，各花键具有足够竖直延伸的横截面的区域，以便在阀体和阀杆的制造和阀门的组装过程中，阀体不会被破坏。而且，通过设置花键的倾斜侧面，在各花键的顶部形成最小的水平区域。
用于阀门的密封垫圈具有中心孔，该密封垫圈与直线形状的、具有圆柱形表面的阀杆密封配合，如上面所述，由密封垫圈沿径向密封阀杆的开口。当阀杆受压力作用时，垫圈保持平直状态，而不会产生较大幅度的向下弯曲(如同安装在环绕阀杆的凹槽中那样)。当作用在阀杆上的压力被释放时，垫圈从阀杆上擦去任何积累的粉状物。任何堆积的粉状物向下降落在花键之间的空间。为了具有良好的密封性能，需要使垫圈的中心孔在阀杆上保持密封配合，而且需要阀门在多次推动过程中使阀杆滑动通过密封垫圈，垫圈的圆柱形孔的表面具有润滑剂，例如干型(baked)硅，将其设置在垫圈的圆柱形孔的表面，以便获得持久的滑动性能。
按照本发明将提供一种粉状物的阀门，这种阀门可以连续循环操作，而不会在水平表面上产生粉状物的堆积，从而避免对阀门的密封产生不良影响，因此可以获得轻微的推进剂和内装物泄漏，并且在最佳条件下使用烟雾剂容器中的推进剂和内装物。
通过下面对附图的详细描述，可以理解本发明的其他特征和优点。
附图的简要描述
图1是剖视图，其表示安装在烟雾剂容器中的本发明的粉状物阀门组件；图2是本发明的粉状物阀门组件的局部放大的剖视图，其中阀门处于封闭位置；图3是本发明的粉状物阀门组件的局部放大的剖视图，其中阀门处于开启位置；图4是现有技术中常规阀门的阀杆和阀体的侧视图；图5是本发明的阀门的阀杆和阀体的侧视图；图6是沿着图5中剖面线6-6所示本发明阀门的阀杆和阀体的局部横剖视图；图7是图5所示阀门的阀杆和阀体的仰视图；图8是图5中所示阀门的阀杆和阀体的俯视图；图9是图5中所示阀体局部的侧视图；图10是本发明阀门密封垫圈的平面图。
本发明实施例的详细描述参照附图1-3，其中描绘了烟雾剂阀门组件，通常采用代号10表示，这种烟雾剂阀门组件被安装并固定在压力容器13上，镶嵌式杯状封闭件12的基座部分11中。压力容器13中装有液化推进剂14，粉状内装物15悬浮在液化推进剂14中，气态推进剂16位于液化推进剂14的上方。
阀门组件10通常包括汲取管17，阀门壳体18，位于阀门壳体18底部的汲取管接口19，封闭阀门的螺旋弹簧20，以及阀门体21。阀门体21包括中空的阀杆22，所述中空的阀杆22向上延伸，并且具有两个横向开口23，所述横向开口23从阀杆22的外侧通入其内侧。截锥台24从阀体21向下延伸，并且被固定在螺旋弹簧20顶部的中央部分。
具有弹性的环形垫圈25包围阀杆22，并且当烟雾剂阀门被封闭时密封阀杆开口23，如图1和2所示，环形垫圈25封闭两个阀杆的横向开口23。环形垫圈25被夹持在镶嵌式杯状封闭件12的基座部分11的下侧11a和阀门壳体18的上端部分之间。阀门壳体18包括间隔装置26，其使阀门壳体的边缘与容器壁间隔开，以便在压力状态下装填容器，所有这些内容已在美国专利US-4015757中详细描述，该文献在本文中作为参考，而且上述内容并不构成本发明的部分。镶嵌式杯状封闭件在夹持部分27处包围间隔装置26，以固定烟雾剂阀门组件10。
将常规的驱动按钮28通过环形通道固定在阀杆22的顶部，所述驱动按钮28具有内装物的通道29，所说通道29与中空的阀杆22连通，并且具有外侧喷咀31，以便喷射内装物。当按钮28受向下的压力，克服弹簧20的弹性作用力时，阀杆的开口23向下通过环形垫圈25，如图3所示，此时在烟雾剂容器中的内装物向上通过汲取管17，向上围绕阀体21，通过阀杆开口23进入阀杆22的内部，再向上通过中空的阀杆进入驱动按钮28，再向外通过喷嘴30。当作用于按钮28上的压力被释放时，弹簧20推动阀杆22向上进入图2所示的位置，在此位置，阀杆22的开口23被垫圈25堵塞。此时阀门封闭，堵塞进入阀杆的内装物的物流。
上面所讨论的内容一般用于常规的烟雾剂容器阀门中，其中通常在阀杆开口下方的阀体具有基本上呈圆柱形的元件，该元件的直径大于阀杆的直径，因此，其具有连续的、沿着周边围绕阀杆延伸的在阀体上部的水平表面。这种常规的轮廓如图4所示，其中具有阀杆35、开口35、以及圆柱形的阀体元件37。所述元件37具有连续的、沿着周边围绕阀杆35延伸的在其上部的水平表面38，当阀门处于封闭位置时，所述表面38通常与密封垫圈下侧(如图1中的垫圈25)相靠，提供围绕阀杆的连续水平的阀门密封表面。在连续地阀门操作过程中，在这种水平表面38和/或上述阀杆槽的相应的水平表面上，形成堆积的粉末状内装物，最终将损害阀门密封并产生不希望的推进剂泄露。
下面描述本发明的技术特征，与图4所示相对应，在图5(以及图3、6-9)中具有阀杆和在阀杆下方的阀体。取消了在图4中所示的连续的顶部水平密封表面，除了在阀体21上沿着其周边具有等距离间隔的花键40以外，位于阀杆22的下方的阀体21是阀杆22的沿竖直方向的延长物。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在其垂直延伸的大部分区域，具有足够的整体结构，以便在阀门的制造的组装过程中，可以防止各花键40在操作中受到损害，同时，在各花键40的顶部各倾斜的侧面形成需要的最小顶部表面区域41。在相邻的一对花键40之间具有比较大的周边空间44。阀杆的开口23离开花键40的顶部附近沿着周边设置，使开口23位于一对相邻的花键之间。
参照图2，可以看到，当阀门处于封闭位置时，只有各花键40的最小顶部区域41接触密封垫圈25，因此，在此处无密封功能，而且，在阀门封闭位置，其只有限制阀杆22向上移动的功能。在图2中的箭头表示粉状内装物受上方压力作用，因为阀门被封闭，内装物不能通过阀杆开口23向外排出。
图3表示通过按钮阀杆22受压力作用使阀门处于开启位置，阀杆的开口23此时位于密封垫25的下方。粉状内装物此时可以从容器中排出，如图3中箭头所示。粉状内装物在阀门壳体18的内部向上流动越过花键40的径向外表面45，以及穿过在花键40之间的周向空间44。粉状内装物的物流连续进入阀杆的开口23，向上通过中空的阀杆22，进入按钮28，最后从喷嘴30向外排出。
下面参照图2、3、5、8和9，花键40的顶部表面区域41具有最小的区域，以致没有机会使任何粉状内装物大量堆积在水平表面上，避免其阻碍阀门密封。各花键40的顶部区域41只需要有足够的区域，以便当阀门封闭时，花键40的顶部区域41不刺穿密封垫圈25。而且，阀杆开口23沿直线方向通过阀杆22的侧壁，所述侧壁由同心的内壁46和外壁47形成，而且在开口的附近没有现有技术中的用于容纳垫圈的周边阀杆槽，(例如在前面所述的美国专利US-3773064中所述)。因此，在本发明中没有粉状物堆积在阀门密封表面的附近的比较大的非垂直表面，而且，当阀门处于封闭位置，如图2所示，粉末状内装物向下降落通过在花键40之间的比较大的周边空间44。
阀杆、阀体和阀门壳体可以由塑料膜制成型，例如采用尼龙材料。垫圈可以由各种形式的橡胶或氯丁橡胶制成。
下面参照图10，其中表示的阀门密封垫圈25具有中心开口48。垫圈只对阀门开口23形成密封，并且以密封方式安装在阀杆22上。重要的是在所有需要的阀门连续开启和封闭过程中，阀杆以可滑动方式通过密封垫圈25，当阀门处于封闭位置，如图2所示，环形垫圈25与阀门开口23仍保持专门的封闭配合。在本发明中可以非常方便地使用在商业中购买的垫圈，例如向AMERICAN GASKET AND RUBBER COMPANY购买，在这种垫圈的周边表面50上具有很薄的硅涂层49，所述周边表面50包围垫圈的中心开口48。硅涂层49提供了寿命比较长的滑动表面，以便阀门可以循环使用理想的次数，而且，在阀门开启过程中，垫圈25基本上不向下弯曲，以致不会最终损坏密封安装的垫圈中心开口的径向尺寸。垫圈25的另一个功能是在阀门开启和封闭之后，可以从阀杆上擦去任何粉状内装物，被擦去的粉状物落入花键40之间的空间44。
在本发明的实施例中，使用了具有八个齿的花键结构，并且花键40、垫圈25和阀杆22具有下列公称尺寸，以便提供的粉状物的阀门具有足够合适的密封性能，并且具有最小的泄漏量，而且在多次连续循环使用阀门之后，可以忽略粉状物的堆积对密封和开口造成的影响。
阀杆22的外径0.158英寸；阀杆22的内径0.11英寸；阀杆开口23的直径0.018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0.01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沿竖直方向的角度10。；花键倾斜侧面42的轴向长度0.042英寸；花键的竖直侧面43的轴向长度0.127英寸；花键40在花键竖直侧面43之间的周边尺寸0.025英寸；阀杆开口23的中心到花键顶部表面41之间的轴向距离0.026英寸；垫圈的轴向长度0.045英寸；具有硅涂层的垫圈中心开口的直径0.12英寸。
本专业的普通技术人员可以得知，在不脱离本发明的构思和范围的条件下，对本发明还可以获得各种变化和修改的方式。因此，上面所说的实施例属于非限制性的说明。还应当理解，在说明书中使用了术语 “上方”、“下方”、“内部”、“外部”、“水平”、“竖直”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”和相应的同样的位置术语，是表示附图中所示的位置关系，并非是特殊限定。
权利要求
1.一种从烟雾剂容器中分配包含有粉状物和/或其他固体物质的烟雾剂阀门，其组合的结构包括阀门壳体；具有竖立的阀杆的阀体，阀杆具有中央卸料通道，并且至少有一个阀门开口沿径向延伸，穿过阀杆的壁连通中央卸料通道；所述阀体和阀杆相对于阀门壳体可以在封闭和开启位置之间沿轴向移动；使阀体朝着封闭位置移动的偏置装置；环形密封垫圈，其具有中央开口，当阀体位于封闭位置时，与阀杆密封配合的密封垫圈单独至少封闭一个阀杆开口，所述密封垫圈的中央开口以密封装配关系由围绕阀杆的密封表面形成；所述阀杆沿着直线方向使至少一个阀杆开口上下移动，其特征是缺少围绕阀杆用于容纳垫圈的槽；位于阀杆下方的阀体具有多个竖直的花键，所述花键沿着阀体的周边间隔设置；当阀门处于封闭位置时，多个花键的顶部表面邻接并偏压靠垫圈的下侧；在所述花键之间设有多个周边空间，而且所述周边空间从花键的顶部向下一定的距离；花键的顶部表面具有最小的区域，这个最小的区域与花键顶部之间的周边空间的区域相关联；花键顶部表面的最小区域足以在阀门封闭时，防止花键刺穿垫圈中，而且当阀门封闭时，不足以使固体内装物产生堆积，而对至少一个阀杆开口的垫圈密封性能产生不利影响；在所述花键的顶部位置下方的一段距离，在相邻的一对花键之间的阀体的直径，不大于所述花键顶部和至少一个阀杆开口之间的阀杆的直径，避免出现横向表面，以便防止固体内装物产生堆积对垫圈的密封性能造成不良影响。
2.按照权利要求1所述的烟雾剂阀门，其特征是所述花键的相邻的顶部表面具有相对的侧面，这些侧面从所述花键的顶部表面向外、向下偏斜。
3.按照权利要求1所述的烟雾剂阀门，其特征是在所述垫圈的包围阀杆的密封表面上设有干型润滑剂。
4.按照权利要求3所述的烟雾剂阀门，其特征是所述润滑剂是硅。
5.按照权利要求1所述的烟雾剂阀门，其特征是在一对相邻的花键之间的周边空间的上方，沿着竖直方向设有至少一个阀杆开口。
全文摘要
一种用于烟雾剂的粉状物的阀门(10),其具有阀门壳体(18),阀体(21)具有竖立的阀杆(22),沿着径向设置的阀杆开口(23),和具有中央开口(48)的环形密封垫圈(25),所述中央开口(48)为阀杆开口形成密封件。阀杆沿着直线方向使阀杆开口上下,其特征是:缺少围绕阀杆用于容纳垫圈的槽。阀体具有多个沿着其周边间隔设置的狭窄的花键(40),花键的顶部表面(41)具有最小的区域,这个区域和花键顶部(44)之间的空间相关联。当阀门封闭时,花键的顶部表面与垫圈相靠,花键的最小顶部区域可以防治粉状内装物产生堆积,避免其对阀门的充分密封产生不良影响。围绕阀杆的垫圈密封表面具有润滑剂,例如硅。在花键之间的周边空间的上方,沿着竖直方向的位置设置阀杆的开口。
文档编号B05B9/04GK1307533SQ99807973
公开日2001年8月8日 申请日期1999年5月20日 优先权日1998年6月9日
发明者克里斯琴·拜尔 申请人:精密阀门公司