帶有並列式流體室的多組分分配料筒和方法
2023-06-01 17:13:36
專利名稱：帶有並列式流體室的多組分分配料筒和方法
技術領域：
本發明總體上涉及多組分混合和分配料筒，所述料筒具有並列式結構。
背景技術：
存在多種類型的多組分混合和分配裝置，包括流體室處於並列式結構的那些，以及流體室處於同軸結構的那些。這種料筒通常可以被放置在具有一個或多個可動柱塞的手持塗敷器或槍中。所述柱塞使與流體室相關的活塞運動，以分配並且通常在料筒的遠端混合兩種組分的流體。用於以較高的體積比混合和分配兩種流體的現有裝置依賴複雜的內部機械結構來保持兩種組分的流體在存儲期間的分離。各種類型的這些機械結構減少可用空間並產生廢料。它們還可能具有各種洩漏、填充和/或分配的問題。通常，這些複雜的機械結構涉及結構的同軸布置，允許小體積的室和大體積的室容納在同一柱體中。雖然並列式混合器/ 分配器也是已知的，但是這些裝置同樣具有挑戰和難題。提供被設計成解決當前料筒和方法涉及的各種問題和難題的並列式料筒和分配的方法將是令人滿意的。
發明內容
本發明的第一示例性實施例通常提供一種用於存儲和分配至少第一和第二流體的流體料筒。所述流體料筒包括第一料筒壁，所述第一料筒壁具有第一中心縱向軸線並且包括第一出口。第二料筒壁具有第二中心縱向軸線和第二出口。所述第二料筒壁與所述第一料筒壁以並列關係聯接，使得所述第二中心縱向軸線從第一中心縱向軸線橫向偏移。第一活塞設置在第一料筒壁內。所述第一料筒壁和第一活塞限定用於第一流體的第一流體室。第二活塞被定位與第一活塞處於並列關係中並且被設置在第二料筒壁內。所述第二料筒壁和第二活塞形成用於第二流體的第二流體室。力可沿著第一中心縱向軸線直接或間接地施加到第一活塞，以使第一和第二活塞沿著各自的第一和第二中心縱向軸線並在各自的第一和第二流體室內運動。聯接部分在第一和第二流體室之間的開口中行進，並且用於將力傳遞到第二活塞，從而從第一和第二出口分配第一和第二流體。例如所述活塞可以是組件的單獨的部件，或可以成一整體或以其他物理方式聯接在一起作為一個組件或整體單兀。在一個實施例中，固定壁可以設置在第一流體室和第二流體室之間。所述固定壁平行於第一和第二中心縱向軸線延伸。所述聯接部分包括橫跨所述固定壁延伸的切割元件。所述切割元件被構造成當第一和第二活塞沿著第一和第二中心縱向軸線朝第一和第二出口運動時在固定壁中切割裂縫，以設置供聯接部分在其中行進的開口。所述切割元件還可包括嵌入第一和第二活塞的一部分中並且橫跨固定壁延伸的刀片。在另一個實施例中， 預製狹縫位於第一和第二流體室之間，並沿著第一和第二中心縱向軸線延伸。所述狹縫包括開口，當第一和第二活塞沿著第一和第二中心縱向軸線朝著第一和第二出口運動時，所述聯接部分在所述開口中行進。為了允許在遠端混合，第一和第二出口可以與公共通道連通。例如，出口可以聯接到公共出口元件，所述公共出口元件轉而導向在混合噴嘴中的通道。在該實施例中，公共出口元件的遠端提供兩個出口之間的流體連通，從而流體能夠在混合噴嘴之前或在混合噴嘴中匯合到一起。可以按一定尺寸製作第一和第二流體室來具有相同的體積或可具有不同的體積。有利地，第一流體室可具有大於第二流體室的體積的體積。 第一流體室與第二流體室的體積比率可為例如至少2 1，並且更優選地，至少10 1。所述流體室和料筒壁優選地在形狀上為圓柱形，但是其它管狀構造也是可以的。本發明還提供一種從流體料筒分配兩種流體的方法。所述方法通常包括將力施加到第一活塞，以使第一活塞在第一流體室內縱向運動，所述第一流體室具有第一中心縱向軸和第一出口。第二活塞在具有第二中心縱向軸線和第二出口的第二流體室內縱向運動，其中為了同時運動第一和第二活塞通過聯接部分直接或間接地聯接。第一和第二流體室處於並列關係，使得第二中心縱向軸線從第一縱向軸線橫向偏移。所述方法還包括當第一和第二活塞在第一和第二流體室內運動時，使聯接部分沿著開口並且在所述開口內運動，其中所述開口設置在第一流體室和第二流體室之間且平行於第一和第二中心縱向軸線延伸。然後，從所述第一和第二出口分配第一和第二流體。所述方法還能夠包括將切割元件作為聯接部分的至少一部分使用，並且通過使切割元件與第一和第二活塞一起運動使切割元件運動來切割狹縫，所述狹縫在在固定壁中變為開口。可替代地，所述開口還可以包括位於所述流體室之間的預製狹縫，並且所述方法還包括使所述聯接部分沿著預製狹縫並在預製狹縫中運動。所述第一和第二流體可被容納在各個室中的第一和第二可摺疊容器中，並且所述方法還可包括在從第一和第二出口分配第一和第二流體的同時，用第一和第二活塞摺疊第一和第二容器。所述方法還可包括在第一和第二出口附近混合第一和第二流體。可按任何期望的體積比率進行混合，所述體積比率包括(但不限於)以上提到的那些。在再次審視以下結合附圖進行的示例性實施例的具體描述後，各種額外的特徵和優點將變得清楚。
圖1是示出根據第一示例性實施例構造的料筒的分解視圖和標準填縫槍的透視圖。圖2是第一實施例的活塞組件的一部分的透視圖。圖3是沿圖2的線3-3截取的部分橫截面視圖。圖4是沿圖1的線4-4截取的橫截面視圖。圖5是大體沿圖1圖示的料筒的縱向軸線截取的縱向橫截面視圖，並圖示在分配之前活塞組件的初始位置。圖6是與圖5相似的視圖，但是圖示在分配過程期間在隨後的時間中的活塞組件。圖7是與圖1相似的透視圖，但是圖示本發明的另一個示例性實施例。圖8是在遠端處大體沿著料筒的縱向軸線截取的橫截面視圖。圖9是沿著圖7示出的料筒的縱向軸線截取的橫截面視圖，並示出在分配之前活塞的初始位置。
圖10是與圖9相似的橫截面視圖，但是示出在分配過程期間在隨後的時間中的活
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具體實施例方式圖1圖示具有分配單元10的形式的本發明的第一實施例，該分配單元10包括流體料筒12，所述流體料筒12被構造成在作動單元(諸如標準填縫槍或分配槍14)中使用。 標準填縫槍14包括手柄16和用於接收料筒12的支架18。設置手持式擠壓構件或扳機20 用於使與驅動杆M聯接的柱塞22動作。扳機20的動作將通過例如棘輪機構(未示出) 使柱塞22沿著支架18向前運動。更具體地說，料筒12包括由合適的塑料形成的第一管狀料筒壁30和第二管狀料筒壁32，所述合適的塑料諸如聚乙烯或由於顯現的原因可容易地切割的其它薄型材料。應當理解，如果需要分配三種或多種流體，則可以設置更多的管狀料筒壁。第一管狀料筒壁30包括近端；34和遠端36。第二管狀料筒壁32也包括近端38和遠端40。出口元件42剛性地分別與遠端36、40聯接，如在下文中將進一步描述的，用於接收來自每個管狀料筒壁30、32中的流體室的流體。在圖1中被示出從料筒30、32分解的活塞組件50包括被聯接部分56剛性地連接在一起的活塞元件52和活塞元件M。同樣，設置額外的活塞元件57、59。在料筒30、32已經分別被第一流體和第二流體填滿之後，這些活塞元件57、59分別被插入到各自的開口近端34、38。然後活塞組件50的活塞元件5254被插入如圖所示活塞元件57、59後面的端部34、38中。將分開的活塞形成活塞允許活塞元件57、 59由與活塞元件52、54的材料不同的材料構成。關於這點，活塞元件57、59可由較軟的塑料材料形成，所述材料將對第一管狀料筒壁和第二管狀料筒壁30、32進行更好地密封。然後活塞元件5254可由更合適於傳遞推力的較硬的塑料材料形成。應當理解，可去除單獨的活塞元件57、59，並且活塞元件5254可替換為包括直接對流體施加力的整體活塞。在該替代方案中，活塞元件5254可包括合適的密封結構用於與管狀料筒壁30、32的內表面接合。例如，活塞元件5254可由兩種材料模製，較堅硬的一種材料用於結構支撐，另一種較柔軟的材料位於外圍用於提供密封結構。一個實例可在剛性尼龍主體上覆蓋模製熱塑性彈性體，以形成一體式活塞。聯接部分56與固定壁58對齊，在該實例中，固定壁58包括第一管狀料筒壁30和第二管狀料筒壁32之間的接合部分。管狀靜態混合元件60通過螺紋62 被聯接至遠端出口元件42用於流體連通。應當理解，可使用任何合適的連接方法代替螺紋 62。出口元件42中的內部分離元件或壁64保持第一流體和第二流體彼此分離直到流體進入靜態混合元件60。混合元件將兩種流體混合，並且從混合元件60的遠端60a分配第一流體和第二流體的混合物。當料筒12插入到支架18中時，出口元件42將位於狹縫68中。圖2和圖3更詳細地圖示活塞元件52、54。在該實施例中，活塞元件5254包括塑料模製結構，所述塑料模製結構通常是空心的但是可包括實心前表面52a、Ma，目的是在第一和第二管狀料筒壁30、32內接觸活塞元件57、59。應當理解，如果去除單獨的活塞元件 57、59，則前表面52a、5^將替代性地直接作用於流體上。在圖3中已經去除前表面來圖示內部、空心結構，所述結構包括模製結構性肋52b、Mb，其為活塞元件5254提供內部支撐。 更具體地，活塞組件50包括切割元件70，所述切割元件70的形式為具有銳化的前刃70a的刀片。例如在用於製造活塞元件52、54的模製過程中，刀片70被嵌入活塞元件52、54中， 並且用作聯接部分56以將兩個活塞元件5254聯接在一起。在所述兩個活塞元件52、54之間的間隙72處，銳化的刀刃70a被暴露。刀片70包括在活塞模製過程中接收塑性材料的孔70b，以協助刀片70保持至活塞元件52、54內的一個或多個肋52b、Mb。圖4、5和6圖示使用流體料筒12來混合併且分配分別來自第一和第二管狀料筒壁30、32的第一和第二流體80、82，並且更具體地講，將來自分別限定在活塞元件57、59的前面57a、59a、第一和第二管狀料筒壁30、32以及遠端壁88、90之間的第一和第二流體室 84,86的第一和第二流體80、82混合和分配。如圖5和圖6所示，第一和第二管狀料筒壁 30、32分別沿著第一和第二中心縱向軸線92、94以並列關係延伸，使得第二中心縱向軸線 94從第一中心縱向軸線92橫向偏移。第一軸線92通常位於柱塞22的中心點2 上，而第二軸線94位於支架18的上方(圖1)。固定壁58設置在第一流體室84和第二流體室86 之間，並大致平行於第一和第二中心縱向軸線92、94延伸。在該實施例中，固定壁58是兩個流體室84、86之間的公共壁。該公共的、固定壁58與兩個活塞元件52、M之間的間隙72 對齊，並且對齊固定壁58為了與位於所述間隙72中的銳化的刀刃70a的部分接合。當力通過柱塞22(圖6)沿著第一中心縱向軸線92被施加到活塞元件52和活塞元件57上時，這將使活塞元件52和活塞元件57以及活塞元件M和第二活塞59運動。所述活塞元件57、59將沿著對應的軸線92、94朝遠端運動，並且在各自的流體室84、86中從各自的出口 3013 推送第一和第二流體80、82。流體80、82將運動到遠端出口元件42中並進入在出口元件42中通過壁64分離的各自的空間42a、42b (圖4)。在流體80、82將保持分離直到它們進入靜態混合元件60中。在靜態混合元件60中，第一和第二流體80、82 將以料筒12設置的比率混合，並隨後作為流體混合物被分配。該比率可為，例如，1 1的比率或任何其它比率，諸如至少2 1，或者更優選地，至少10 1。本發明的實施例在高比率混合的條件下工作良好，因為與較大的活塞元件52、57 —致的、被直接傳輸的力通過聯接部分56 (刀片70)將更容易被傳遞到較小的活塞元件M、59，也就是說，在大活塞元件 52,57和小活塞元件M、59之間產生較少的力矩。作為一個示例性的實例，所述混合的流體材料可以是環氧樹脂粘合劑，其中，第一流體80為樹脂組分，而第二流體82為非常少量的催化劑。當活塞元件52、57和M、59如圖6所示沿著流體室84、86並在流體室84、86內運動時，刀片70的銳化的刃70a將在靠近活塞元件52、54的前表面52a、5^的位置處切割公共壁58中的開口 100。這個裂縫或開口 100允許在混合和分配過程期間活塞組件50的進一步行進，直到大體上所有流體被分配。圖7 10圖示本發明的第二實施例，其消除對上述刀片70的需要。在圖7 10 中，相同的標號指代與圖1 6中的結構的元件相同的元件，並且因此不重複對這種結構的額外描述。如圖7的總體所示，料筒110以分解視示，並包括第一管狀料筒壁112和第二管狀料筒壁114。所述第一管狀料筒壁112包括近端116和遠端118。所述第二管狀料筒壁114也包括近端120和遠端122。出口元件42被剛性地聯接到各個遠端118、122，用於接收來自每個管狀料筒壁112、114的流體室124、126的流體，其聯接方式將在下面進一步描述。活塞單元130包括通過聯接部分136剛性地連接在一起的第一活塞132和第二活塞134。流體142、144的第一和第二可摺疊的容器138、140被接收在管狀料筒壁112、114 的開口遠端116、120中。例如，這些可摺疊的容器138、140可由軟袋構成，所述軟袋容納將被混合和分配的期望的流體。在流體142、144的可摺疊袋138、140被接收在料筒壁112、 114的流體室124、126內之後，料筒壁112、114的近端開口端部116、120接收各自的第一和第二活塞132、134。第一料筒壁112通過凸緣或連接構件146被剛性地固定到第二料筒壁 114 上(圖 7)。如在圖8 10中最佳圖示，預製狹縫150穿過料筒壁112、114從每個壁112、114 的近端116、120縱向延伸至每個壁112、114的較遠端的部分152、154。該狹縫150接收活塞單元130的聯接部分136，用於縱向運動，如圖9和10所示。在該實施例中，狹縫150在近端116、120打開，並且在遠端部分152、巧4關閉。同樣如在圖8和圖9中最佳圖示，每個流體室124、126的遠端部分包括安裝在其中的刀片元件160、162，並且所述刀片元件160、 162可與各自的可摺疊袋或容器138、140接合。每個刀片元件160、162 (其可分別形成或形成為一個整體零件)被構造成當通過活塞單元130施加壓力時切割各自的袋138、140，並允許第一和第二流體142、144從袋138、140逸出並通過與第一和第二管狀料筒壁112、114相關的各自的出口進入遠端出口元件42，如在第一實施例中所公開的(見圖4中的出口 30a、 32a)。每個活塞132、134的遠端部分132a、134a接收並優選地與流體142、144的各自的可摺疊袋138、140的近端部分138a、140a聯接。當力通過柱塞22(圖6)沿著第一中心縱向軸線92施加到第一活塞132時，這將使第一活塞132以及通過聯接部分136聯接到第一活塞132的第二活塞134沿著第一和第二軸線92、94朝遠端運動。活塞132、134將沿著各自的流體室124、126並在各自的流體室124、126中運動，將第一和第二流體142、144推送出每個袋138、140的破裂的遠端並進入遠端出口元件42。應當理解的是，在該實施例中，活塞 132,134不需要為了正確地發揮功能對料筒壁112、114的內表面密封。混合和分配過程的剩餘部分如參照第一實施例所述。在混合和分配過程的最後，每個可摺疊袋138、140將在各自的流體室124、126中被完全摺疊，幾乎所有流體都在那時被混合和分配。雖然已經通過描述各種優選實施例闡述本發明，並且雖然這些實施例已經在一些細節上被描述，但是申請人的意圖不是將權利要求的範圍限定於或以任何方式限制於所述細節。其它優點和修改將對於本領域技術人員來說是容易理解的。根據用戶的需要和喜好， 本發明的各種特徵可以被單獨使用或被以任何方式結合使用。已經和目前已知的本發明的優選實施方法一起描述了本發明。然而，本發明本身應當僅由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種用於存儲和分配第一流體和第二流體的流體料筒，包括第一料筒壁，所述第一料筒壁具有第一中心縱向軸線，並且包括第一出口 ；第二料筒壁，所述第二料筒壁具有第二中心縱向軸線和第二出口，所述第二料筒壁與所述第一料筒壁以並列關係相聯接，使得所述第二中心縱向軸線從所述第一中心縱向軸線橫向偏移；第一活塞，所述第一活塞設置在所述第一料筒壁內，其中所述第一料筒壁和所述第一活塞限定用於所述第一流體的第一流體室；第二活塞，所述第二活塞位於所述第二料筒壁中，其中所述第二料筒壁和所述第二活塞形成用於所述第二流體的第二流體室；以及力施加結構，所述力施加結構包括大體在所述第一活塞和第二活塞之間延伸的聯接部分，其中，力能夠沿著所述第一中心縱向軸線被施加到所述第一活塞，以便當所述聯接部分在所述第一流體室和第二流體室之間的開口內行進時、使得所述第一活塞和第二活塞沿著相應的第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線且在相應的第一流體室和第二流體室內移動，從而從所述第一出口和第二出口分配所述第一流體和第二流體。
2.根據權利要求1所述的流體料筒，其中所述第一料筒和第二料筒是管狀的。
3.根據權利要求1所述的流體料筒，其中所述第一料筒和第二料筒是圓柱形的；並且所述第二流體室在體積上以至少21的比率小於所述第一流體室。
4.根據上述權利要求中的任一項所述的流體料筒，還包括固定壁，該固定壁被設置成下列情況之一 (a)被設置在所述第一流體室和所述第二流體室之間，並平行於所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線延伸；和(b)被設置在所述第一活塞和所述第二活塞之間，並平行於所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線延伸；並且其中所述聯接部分還包括切割元件，該切割元件與所述第一活塞和第二活塞直接或間接聯接並橫跨所述固定壁延伸，所述切割元件被構造成當所述第一活塞和第二活塞沿著所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線朝著所述第一出口和第二出口移動時、在所述固定壁中切割裂縫。
5.根據權利要求4所述的流體料筒，其中所述切割元件還包括嵌入所述第一活塞和第二活塞內並橫跨所述固定壁延伸的刀片。
6.根據權利要求4所述的流體料筒，其中所述第一活塞和第二活塞每個均包括多件式組件。
7.根據上述權利要求中的任一項所述的流體料筒，其中所述第一出口和第二出口與公共通道連通，以允許所述第一流體和第二流體的混合。
8.根據上述權利要求中的任一項所述的流體料筒，其中所述第一流體室與所述第二流體室的體積比率是至少10 1。
9.根據上述權利要求中的任一項所述的流體料筒，還包括狹縫，所述狹縫位於所述第一流體室和第二流體室之間，並且沿著所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線延伸，當所述第一活塞和第二活塞沿著所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線朝著所述第一出口和第二出口移動時，所述聯接部分騎在所述狹縫中； 以及第一和第二可摺疊容器，所述第一和第二可摺疊容器分別容納所述第一流體和第二流體並且位於所述第一流體室和第二流體室中。
10.一種從流體料筒分配兩種流體的方法，所述流體料筒包括具有第一中心縱向軸線和第一出口的第一流體室、以及具有第二中心縱向軸線和第二出口的第二流體室，所述第一流體室和第二流體室處於並列關係，使得所述第二中心縱向軸線從所述第一中心縱向軸線橫向偏移，所述方法包括將力施加到第一活塞，以使所述第一活塞在所述第一流體室內縱向移動；使第二活塞在所述第二流體室內縱向移動；當所述第一活塞和第二活塞在所述第一流體室和第二流體室內移動時，使聯接部分沿著開口且在所述開口內移動，以大體在所述第一活塞和第二活塞之間傳遞力，其中上述開口在所述第一流體室和第二流體室之間且沿著平行於所述第一中心縱向軸線和第二中心縱向軸線延伸的方向縱向延伸；以及從所述第一出口和第二出口分配所述第一流體和第二流體。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述聯接部分還包括切割元件，並且，使所述聯接部分移動還包括通過使所述切割元件移動而在所述第一流體室和第二流體室之間的固定壁中切割裂縫。
12.根據權利要求10所述的方法，其中所述開口還包括預製狹縫，並且，所述方法還包括使所述聯接部分沿著所述預製狹縫並在所述預製狹縫內移動。
13.根據權利要求10-12所述的方法，其中所述第一流體和第二流體分別被容納在第一可摺疊容器和第二可摺疊容器內，並且，所述方法還包括在從所述第一出口和第二出口分配所述第一流體和第二流體的同時，利用所述第一活塞和第二活塞摺疊所述第一容器和第二容器。
14.根據權利要求10所述的方法，還包括在所述第一出口和第二出口附近混合所述第一流體和第二流體；並且其中混合所述第一流體和第二流體還包括下列情況之一(a)以至少2 1的體積比率混合所述第一流體和第二流體；或(b)以至少10 1的體積比率混合所述第一流體和第二流體。
15.根據權利要求14所述的方法，其中將力施加到所述第一活塞還包括將力施加到第一推動元件；和將所述力同軸地傳遞至所述第一活塞。
全文摘要
本發明涉及帶有並列式流體室的多組分分配料筒和方法。用於存儲和分配第一和第二流體的流體料筒包括處於並列關係的第一管狀料筒和第二管狀料筒。第一和第二活塞通過聯接部分聯接以用於運動，並且分別設置在第一管狀料筒壁和第二管狀料筒壁內來限定第一和第二並列式流體室。固定壁設置在第一和第二流體室之間。力沿著第一管狀料筒壁的第一中心縱向軸線被施加至第一活塞，並且當第一和第二活塞之間的聯接部分在固定壁中的開口內行進時，使第一和第二活塞沿著第一和第二流體室並在第一和第二流體室中運動。所述開口可以是預製狹縫或可以當活塞在分配操作期間運動時由與活塞連接的切割元件形成。
文檔編號B65D81/32GK102556516SQ201110333760
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月28日 優先權日2010年10月29日
發明者彼得·恩古, 羅伯特·W·斯普林霍恩 申請人:諾信公司