噴射分配器以及用于噴射流體材料滴的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種噴射分配器以及用于噴射流體材料的液滴的方法。噴射分配器可以包括流體模塊和柱塞。流體模塊包括：流體本體構(gòu)件，流體本體構(gòu)件中具有流體本體孔；以及具有分配開口的噴嘴。柱塞具有遠頂端端表面，遠頂端端表面與噴嘴的噴嘴元件表面相對并且互補，柱塞適合于在與分配開口隔開的縮回位置和靠近噴嘴但與噴嘴隔開的向前位置之間可移動。當(dāng)柱塞從縮回位置移動到向前位置時，從分配開口噴射出流體材料的至少一個液滴。因為柱塞在接觸噴嘴之前被停止，所以減緩磨損并且可以分配含顆粒的流體材料。
【專利說明】
噴射分配器以及用于噴射流體材料滴的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般涉及分配裝置，并且更具體地，涉及用于噴射流體材料滴的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]用于噴射流體材料諸如焊錫膏、共形涂層、灌封膠、底部填充材料以及表面安裝粘合劑的液體噴射器對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。這些分配器通常操作成通過用閥構(gòu)件迅速地接觸閥座從而產(chǎn)生明顯的高壓脈沖來將小量的流體材料分配至基底，所述明顯的高壓脈沖從分配器噴射小量的流體材料。然而，在重復(fù)的使用時，閥構(gòu)件和閥座之間的接觸可以引起那些部件的兩者或者其中一個的磨損或者損壞使得改變分配器的分配特性。此外， 一些流體材料可以含有顆粒諸如非液體成分。顆?？赡茉陂y構(gòu)件和閥座之間被破碎并且這會損壞顆粒或者閥構(gòu)件以及閥座，或者兩者。
[0003]因此，有必要提高用于噴射流體材料的分配器。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例涉及一種噴射分配器以及用于噴射流體材料的液滴的方法，所述噴射分配器包括用于使流體材料的液滴被噴射出分配開口的柱塞。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供噴射分配器用于噴射流體材料的液滴。噴射分配器包括流體模塊，所述流體模塊包括其中具有流體本體孔的流體本體構(gòu)件。流體模塊進一步包括具有分配開口的噴嘴。流體本體孔適合于從流體供應(yīng)部接收流體材料。噴射分配器進一步包括具有遠頂端端表面的柱塞，所述遠頂端端表面與噴嘴采用的噴嘴元件表面相對并且大致互補，所述柱塞適合于使得至少一滴流體材料被噴射出分配開口。柱塞在與分配開口隔開的縮回位置和靠近噴嘴但與噴嘴隔開的向前位置之間是可移動的。在柱塞從縮回位置移動到向前位置，從分配出口噴射出至少一滴流體材料。
[0006]根據(jù)發(fā)明的另一實施例，提供一種從噴射分配器噴射流體材料的液滴的方法。噴射分配器具有流體模塊，所述流體模塊具有:流體本體構(gòu)件，該流體本體構(gòu)件中具有包含流體材料的流體本體孔；以及具有分配開口的噴嘴。該方法包括在流體本體孔中朝向分配開口移動柱塞，所述柱塞具有遠頂端端表面，所述遠頂端端表面與噴嘴的噴嘴元件表面相對并且大致互補。方法進一步包括在柱塞朝向分配開口移動過程中將來自流體本體孔的至少一滴流體材料噴射出分配開口。方法進一步包括在柱塞接觸噴嘴之前停止柱塞。方法進一步包括隨后在移動流體本體孔中的柱塞遠離分配開口的同時用流體材料填充了流體本體孔。
[0007]根據(jù)發(fā)明的另一實施例，提供將流體材料的液滴從具有流體模塊的噴射分配器噴射的方法，所述流體模塊包括流體本體構(gòu)件以及具有分配開口的噴嘴，所述流體本體構(gòu)件中具有包含流體材料的流體本體孔。該方法包括使用第一機構(gòu)在流體本體孔中將柱塞朝向分配開口移動，所述柱塞具有遠頂端端表面，所述遠頂端端表面與噴嘴的噴嘴元件表面相對并且大致互補。方法進一步包括在柱塞朝向分配開口移動過程中將來自流體本體孔的至少一滴流體材料噴射出分配開口。方法進一步包括在柱塞接觸噴嘴之前用止動機構(gòu)停止柱塞。方法進一步包括隨后在開始移動流體本體孔中的柱塞遠離分配開口的同時開始用流體材料填充流體本體孔。
[0008]通過結(jié)合附圖查看示例性實施例的以下詳細描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明的各種額外的特點和優(yōu)點將變得更加明顯?！靖綀D說明】
[0009]附圖被包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分，附圖描述了本發(fā)明的示例性實施例，并且，同上述給出的一般描述以及下文給出的實施例的詳細描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0010]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴射分配器的等軸視圖。
[0011]圖2A是圖1中沿線2A-2A截取的橫截面視圖，并示出在縮回位置的噴射分配器的柱塞。
[0012]圖2B是像圖2A的橫截面視圖，但示出在向前位置的柱塞。[〇〇13]圖3A是圖2A的放大視圖，并且示出當(dāng)柱塞在縮回位置時與噴嘴元件隔開的柱塞的頂端。
[0014]圖3B是圖2B的放大視圖，并且示出當(dāng)柱塞在向前位置時靠近噴嘴元件但與噴嘴元件隔開的頂端。
[0015]圖3C是圖3B的放大視圖，示出當(dāng)柱塞在向前位置時在頂端的遠頂端端表面和噴嘴元件的噴嘴元件表面之間的空間?！揪唧w實施方式】
[0016]參照附圖，噴射分配器10大致包括致動模塊12和流體模塊14。噴射分配器10適合于將流體材料的液滴分配或者噴射出流體模塊14的噴嘴16。
[0017]致動模塊12包括致動本體構(gòu)件18,所述致動本體構(gòu)件18中具有致動本體孔20。具體地，致動本體構(gòu)件18包括第一內(nèi)壁22以及臺階24,所述臺階24從第一內(nèi)壁22徑向向內(nèi)延伸。第一內(nèi)壁22基本沿著致動本體構(gòu)件18的軸向方向延伸。如所示的，第一內(nèi)壁22和臺階24 基本彼此垂直。[0〇18]致動本體構(gòu)件18進一步包括基本沿著致動本體構(gòu)件18的軸向延伸的第二內(nèi)壁26。 第二內(nèi)壁26的內(nèi)部的空間形成槽28,所述槽28被定位在致動本體構(gòu)件18的基部30。通道29 連接致動本體孔20和槽28。致動本體孔20、通道29和槽28都基本同軸。帽32被定位在致動本體構(gòu)件18的上部34并且形成致動本體孔20的端部。
[0019]流體模塊14包括流體本體構(gòu)件36，所述流體本體構(gòu)件36中具有流體本體孔38。具體地，流體本體構(gòu)件36包括內(nèi)壁40，并且流體本體孔30基本在內(nèi)壁40內(nèi)部。內(nèi)壁40基本沿流體本體構(gòu)件36的軸向延伸。流體本體構(gòu)件36包括噴嘴16或者與噴嘴16在流體本體構(gòu)件36的基部42處聯(lián)接。
[0020]噴嘴16包括面朝流體本體孔38的噴嘴元件44以及分配開口 46。分配開口 46基本沿著流體本體構(gòu)件36的軸向通過噴嘴元件44延伸。噴嘴元件44包括噴嘴元件表面48,所述噴嘴元件表面48是傾斜的并且徑向向內(nèi)地在內(nèi)壁40和分配開口 46之間延伸。分配開口 46基本沿著上游端46a和下游端46b之間的長度延伸。上游端46a基本靠近噴嘴元件表面48,并且下游端46b基本靠近噴嘴16的外部(圖3C)。[〇〇21] 通道49從流體本體孔38向上地延伸至流體本體構(gòu)件36的上部51中的開口 50。密封構(gòu)件52在上部51中示出。如所示的，通道49、流體本體孔38和分配開口 46基本同軸。[〇〇22]流體模塊14可操作地與流體供應(yīng)部53連接，所述流體供應(yīng)部53將流體材料供應(yīng)至流體本體孔38以通過分配開口 46分配。例如，流體材料可以在壓力下從流體供應(yīng)部53被供應(yīng)至流體本體孔38中。噴射分配器10是可操作的以分配各種各樣的流體材料。適合的流體材料包括，但不限于:生物制品、焊錫膏、釬焊膏、銀膠以及其它含粒子流體(例如用于制造 LED材料的流體)。
[0023]如所示的，流體模塊14被部分地接納在致動模塊12內(nèi)。具體地，流體模塊14的流體本體構(gòu)件36被部分地接納在形成在致動模塊12的致動本體構(gòu)件18中的槽28內(nèi)。在這種構(gòu)造中，致動本體孔20、流體本體孔38以及分配開口 46全部基本共軸。
[0024]噴射分配器10進一步包括用于使流體材料的液滴從流體模塊14噴射的柱塞54。在所示實施例中，柱塞54包括活塞組件56、桿58和頂端60。活塞組件56基本是盤形構(gòu)造并且包括上表面62和下表面64。桿58與活塞組件56連接并且沿著基本垂直于活塞組件56的上表面 62和下表面64的軸向方向延伸。桿58在基本與活塞組件56相反的頂端60終止，并且在所示的實施例中，頂端60是錐形的?；钊M件56和頂端60之間的距離是固定的。頂端60包括遠頂端端表面61，所述遠頂端端表面61具有與噴嘴元件表面48的形狀基本互補的形狀。在示出的實施例中，遠頂端端表面61具有凸錐形形狀，同時噴嘴元件表面48具有凹截頭圓錐形狀。 [〇〇25]柱塞54如下可操作地與致動模塊12以及流體模塊14關(guān)聯(lián)?；钊M件56被定位在致動模塊12的致動本體孔20中。桿58向下延伸穿過通道29,通過密封構(gòu)件52,穿過通道49并且進入流體本體孔38使得頂端60被定位在流體本體孔38中。具體地，頂端60和其遠頂端端表面61基本面朝噴嘴元件44,包括其噴嘴元件表面48,以及噴嘴開口 46。如所示的，桿58基本與致動本體孔20、流體本體孔38以及分配開口 46同軸。[〇〇26] 柱塞54適合于在遠離以及靠近噴嘴元件44和分配開口 46的方向移動。具體地，在這種移動中，活塞組件56在致動本體孔20內(nèi)軸向地移動。此外，在在這種移動中，頂端60在流體本體孔38中軸向地遠離和靠近噴嘴元件44和分配開口 46移動。[〇〇27]致動模塊12可操作地與致動裝置63關(guān)聯(lián)，所述致動裝置63適合于移動柱塞54。致動裝置63大致包括:第一機構(gòu)，所述第一機構(gòu)適合于移動柱塞54遠離噴嘴元件44和分配開口 46;以及第二機構(gòu)，所述第二機構(gòu)適合于朝向噴嘴元件44和分配開口 46移動柱塞54。在上述實施例中，第一機構(gòu)是氣動系統(tǒng)66,并且第二機構(gòu)是彈簧68,所述彈簧68介于在帽32和活塞組件56的上表面62之間。然而，可以采用不同的致動裝置63,例如電動機械致動裝置，只要它提供足夠的力和速度以移動柱塞54。如所示的，氣動系統(tǒng)66用氣壓向上移動柱塞54,諸如通過在活塞組件56底下引入正氣壓。當(dāng)柱塞54通過氣動系統(tǒng)66向上移動遠離噴嘴元件44 和分配開口 46時，活塞組件56頂住并且壓縮彈簧68，當(dāng)向下朝向噴嘴元件44和分配開口 46 移動柱塞54時，氣動裝置66停止將氣壓施加到柱塞54,并且彈簧68頂住活塞組件56使得柱塞54向下朝向噴嘴元件44和分配開口 46移動。[〇〇28]致動模塊12可以包括行程調(diào)節(jié)機構(gòu)70,所述行程調(diào)節(jié)機構(gòu)70適合于限制柱塞54的行程范圍。如所示的，行程調(diào)節(jié)機構(gòu)70包括可調(diào)的旋鈕72,所述可調(diào)的旋鈕72與帽32關(guān)聯(lián)。帽32包括支柱74,所述支柱74可操作地與旋鈕72聯(lián)并且向下延伸進致動本體孔20。支柱74 包括端部76，所述端部76代表止動表面，活塞組件56不能移動到該止動表面上方，并且因此柱塞54不能移動到該止動表面上方?？梢宰鞒鰧πo72的調(diào)節(jié)以選擇性地將支柱74的端部 76軸向向下朝向致動本體構(gòu)件18的基部30或者軸向向上朝向致動本體構(gòu)件18的上部34移動。因此，柱塞54的移動可以被限制在致動本體孔20中的軸向低于支柱74的端部76的空間。 [〇〇29]噴射分配器10進一步包括用于當(dāng)柱塞朝向噴嘴元件44和分配開口 46移動時停止柱塞移動的止動機構(gòu)。具體地，止動機構(gòu)操作以在柱塞接觸噴嘴16的噴嘴元件44之前停止柱塞。
[0030]在所示實施例中，止動機構(gòu)通過活塞組件56和致動本體構(gòu)件18的臺階24的相互作用而提供。然而，止動機構(gòu)可以是可替代的任何能夠停止柱塞54向下移動的結(jié)構(gòu)。如所示的，活塞組件56配合在致動本體孔20中。臺階24代表止動表面，活塞組件56不能移動到該止動表面下方。具體地，當(dāng)活塞組件56的下表面64接觸臺階54時，柱塞54的向下移動被停止。
[0031]柱塞54因此可以在第一或者縮回位置與第二或者向前位置之間移動。在縮回位置 (圖2A和圖3A)，頂端60與噴嘴兀件44和分配開口 46隔開。例如，當(dāng)柱塞54在縮回位置時，頂端60的遠頂端端表面61可以與噴嘴元件44的噴嘴元件表面48隔開大約0.05英寸的距離du [〇〇32] 在向前位置(圖2B、3B和3C)中，頂端60靠近噴嘴元件44但與噴嘴元件44隔開，并且更具體地，遠頂端端表面61靠近噴嘴元件表面48但與噴嘴元件表面48隔開。當(dāng)柱塞54在向前位置時，活塞組件56接觸臺階24。當(dāng)柱塞54在向前位置時，頂端60與噴嘴元件44的噴嘴元件表面48隔開。例如，當(dāng)柱塞54在其向前移動或行程的端部被停止時，即在向前位置處被停止時，頂端60的遠頂端端表面61可以與噴嘴元件表面48隔開大約0.002英寸的距離d2。距離 d2可以至少基于流體材料和流體材料中存在的顆粒而變化。例如，由于流體材料的速度，距離d2可能需要被調(diào)節(jié)以獲得最佳的噴射。[〇〇33]臺階24和噴嘴16之間的距離可以被調(diào)節(jié)。在示出的實施例中，流體本體構(gòu)件36包括外螺紋部78,所述外螺紋部78與內(nèi)螺紋部80螺紋接合，所述內(nèi)螺紋部80被包括在致動本體構(gòu)件18的第二內(nèi)壁26上。流體本體構(gòu)件36通過螺紋部78、80的螺紋接合與致動本體構(gòu)件 18聯(lián)接。槽28中的流體本體構(gòu)件36的位置可以通過旋轉(zhuǎn)流體本體構(gòu)件36而調(diào)節(jié)從而使其軸向向上或者軸向向下移動。當(dāng)柱塞54在向前位置中時，通過調(diào)節(jié)臺階24和噴嘴16之間的距離，可以調(diào)節(jié)頂端60的頂端端表面61和噴嘴元件表面48之間的距離。
[0034]噴射分配器10被如下用于噴射流體材料的液滴。流體材料從流體供應(yīng)部53被提供到流體模塊14。具體地，流體材料進入并填充流體本體孔38，包圍頂端60和被定位在流體本體孔38中的桿58的部分。致動裝置63可被操作以移動柱塞54。具體地，氣動系統(tǒng)66施加氣壓從而使柱塞54向上朝向縮回位置移動。在柱塞54朝向縮回位置移動，桿58的一部分從流體本體孔38中被移除。流體材料填充之前由桿58的部分占據(jù)的空間，因此占據(jù)頂端60和分配開口46之間的區(qū)域。隨著桿58開始被從流體本體孔38移除，流體材料可以立刻開始進入流體本體孔38。柱塞54移動的速度和力可以是應(yīng)用特定的。頂端60和噴嘴元件44的具體的幾何形狀也可以是應(yīng)用特定的。可選地，縮回位置的位置可以用行程調(diào)節(jié)機構(gòu)70調(diào)節(jié)。[〇〇35]在柱塞54到達縮回位置之后，氣動系統(tǒng)66停止將氣壓施加到柱塞54,并且彈簧68 朝向向前位置移動柱塞54。當(dāng)柱塞54朝向向前位置移動時，先前從流體本體孔38中移除的桿58的部分被重新引入進流體本體孔38中。這減少了流體本體孔38中可用于流體材料的空間的量，因此促進了流體材料的一部分進入分配開口 46,并且最終作為噴出的流體材料的液滴從分配開口 46排出。柱塞54朝向向前位置移動直到止動機構(gòu)在向前位置處停止柱塞54 的向前移動。在示出的實施例中，止動機構(gòu)包括接合臺階24的活塞組件56。柱塞54的向前移動在頂端60接觸或者觸及噴嘴的任何部分包括噴嘴元件44之前被停止，如圖3B和3C中最好的示出。具體地，柱塞54的向前移動被停止使得頂端60的遠頂端端表面61靠近噴嘴元件44 的噴嘴元件表面48但與噴嘴元件44的噴嘴元件表面48隔開。可選地，當(dāng)柱塞54在向前位置中時，臺階24和噴嘴16之間的距離可以調(diào)節(jié)從而改變頂端60的遠頂端端表面61和噴嘴元件 44的噴嘴元件表面48之間的距離。
[0036]每次柱塞54從縮回位置向向前位置時移動，流體材料的一個或者多個液滴82可以從分配開口 46噴射。移動柱塞54遠離或者接近分配開口 46的以上過程可以重復(fù)從而噴射流體材料的多個液滴。[〇〇37]有利地，噴射分配器10可以被用于噴射流體材料的液滴并且止動機構(gòu)防止柱塞54 接觸噴嘴元件44。因此，可以在不存在柱塞54和噴嘴元件44磨損使得噴射分配器10的分配特性改變的情況下使用噴射分配器10。此外，因為柱塞54不與噴嘴元件44接觸，可能包含在流體材料中的顆粒不會被破碎使得損害顆?；蛘呤沟脫p壞柱塞54或噴嘴元件44。
[0038]雖然通過本發(fā)明的具體的實施例描述了本發(fā)明，并且雖然相當(dāng)詳細地描述了實施例，但是不旨在將所附權(quán)利要求的范圍限定或者以任何的形式限制到這些細節(jié)。本文討論的各種特征可以單獨或者以任何組合形式使用。額外的優(yōu)點和修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。因此發(fā)明在其更廣的方面不限于所示出和描述的具體的細節(jié)、代表性的設(shè)備和方法以及示例性示例。相應(yīng)地，在不偏離總體發(fā)明概念的范圍以及精神的前提下，可以做出從這些細節(jié)的偏離。
【主權(quán)項】
1.一種用于噴射流體材料滴的噴射分配器，包括:流體模塊，所述流體模塊包括:流體本體構(gòu)件，所述流體本體構(gòu)件在其內(nèi)部具有流體本 體孔;和噴嘴，所述噴嘴具有分配開口，所述流體本體孔適合于從流體供應(yīng)部接收所述流體 材料;以及柱塞，所述柱塞具有遠頂端端表面，所述遠頂端端表面與所述噴嘴的噴嘴元件表面相 對并且大致互補，所述柱塞適合于使得至少一滴流體材料被噴射出所述分配開口，其中所 述柱塞能夠在縮回位置與向前位置之間移動，所述縮回位置與所述分配開口隔開，所述向 前位置靠近所述噴嘴但與所述噴嘴隔開，并且其中，在所述柱塞從所述縮回位置移動到所述向前位置移動時，所述至少一滴流體材 料被從所述分配開口噴射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射分配器，進一步包括:止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)適合于在所述柱塞從所述縮回位置移動到所述向前位置時， 防止所述柱塞接觸所述噴嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射分配器，其中，所述止動機構(gòu)進一步包括臺階，所述臺階 與聯(lián)接到所述柱塞的活塞接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射分配器，進一步包括:行程調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述行程調(diào)節(jié)機構(gòu)適合于調(diào)節(jié)所述柱塞在所述縮回位置和所述向前位 置之間移動的距離。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射分配器，其中，所述遠頂端端表面具有凸出形狀，而互補 的噴嘴元件表面具有凹入形狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射分配器，其中，當(dāng)所述柱塞在所述流體本體孔中開始遠離 所述分配開口移動時，所述流體本體孔開始填充有所述流體材料。7.—種用于從噴射分配器噴射流體材料滴的方法，所述噴射分配器具有流體模塊，所 述流體模塊包括流體本體構(gòu)件和噴嘴，所述流體本體構(gòu)件在其內(nèi)部具有包含流體材料的流 體本體孔，所述噴嘴具有分配開口，所述方法包括:使得柱塞在所述流體本體孔中朝向所述分配開口移動，所述柱塞具有遠頂端端表面， 所述遠頂端端表面與所述噴嘴的噴嘴元件表面相對并且大致互補；在所述柱塞朝向所述分配開口移動期間，將來自所述流體本體孔的至少一滴流體材料 噴射出所述分配開口；在所述柱塞接觸所述噴嘴之前，使得所述柱塞停止；以及隨后在使得所述柱塞在所述流體本體孔中遠離所述分配開口移動的同時，利用所述流 體材料填充所述流體本體孔。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述柱塞接觸所述噴嘴之前使得所述柱塞停止 進一步包括:使得聯(lián)接到所述柱塞的活塞停止在臺階上。9.一種用于從噴射分配器噴射流體材料滴的方法，所述噴射分配器具有流體模塊，所 述流體模塊包括流體本體構(gòu)件和噴嘴，所述流體本體構(gòu)件在其內(nèi)部具有包含流體材料的流 體本體孔，所述噴嘴具有分配開口，所述方法包括:使用第一機構(gòu)使得柱塞在所述流體本體孔中朝向所述分配開口移動，所述柱塞具有遠頂端端表面，所述遠頂端端表面與所述噴嘴的噴嘴元件表面相對并且大致互補；在所述柱塞朝向所述分配開口移動期間，將來自所述流體本體孔的至少一滴流體材料 噴射出所述分配開口；在所述柱塞接觸所述噴嘴之前，使用止動機構(gòu)停止所述柱塞；以及 隨后在開始使得所述柱塞在所述流體本體孔中遠離所述分配開口移動的同時，開始利 用所述流體材料填充所述流體本體孔。
【文檔編號】B05B9/00GK105980064SQ201580008656
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月11日
【發(fā)明人】杰夫·格羅埃內(nèi), 約翰·D·約內(nèi)斯, 尼科爾·佩勒蒂爾
【申請人】諾信公司