專利名稱：改進的內(nèi)混合空氣霧化噴嘴裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及噴射嘴，特別涉及這種內(nèi)混合空氣霧化噴射嘴其中液體流在排出之前被噴嘴內(nèi)的內(nèi)部壓縮空氣預霧化。
背景技術：
內(nèi)混合空氣霧化噴嘴在本技術領域中已經(jīng)已知，例如美國專利5,732,885所示，該專利的受讓人與本發(fā)明相同，其公開內(nèi)容并入此處作為參考。這種空氣霧化噴嘴特別有效地用于在高流速下產(chǎn)生和排出精細霧化的液體噴霧。
從常規(guī)工廠獲得的壓縮空氣源有時不足以使這種噴射嘴在最佳液體霧化下工作，特別是在包括大量這種空氣霧化噴嘴的噴霧系統(tǒng)中。存在需要這樣一種空氣霧化噴嘴，其能在較少壓縮空氣需求下最佳工作，以致(1)允許更加經(jīng)濟地使用小型空氣壓縮機和(2)使來自已有壓縮空氣源的較大數(shù)量的空氣幫助噴射嘴工作。還存在需要這樣一種噴射嘴，其適合于實現(xiàn)液體的精細霧化和在噴嘴主體內(nèi)不累積液體，該累積的液體導致不希望的從噴嘴滴落，這會降低噴霧性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供適合于更有效地產(chǎn)生空氣霧化的液體噴霧排出的內(nèi)混合噴射嘴裝置。
另一個目的是提供具有如上特征的噴射嘴裝置，其在較少壓縮空氣需求下工作，用于實現(xiàn)最佳噴霧。
另一個目的是提供上述類型的噴射嘴裝置，其可用于排出更精細霧化的液體噴霧模式。
另一個目的是提供上述類型的內(nèi)混合空氣霧化噴射嘴裝置，其適合于精細霧化液體，同時防止液體累積在殼體內(nèi)和因而引起的噴霧工作期間噴嘴不希望的滴落。
另一個目的是提供上述型式的噴射嘴裝置，其結構相對簡單，制造和工作相對經(jīng)濟。
參考附圖和閱讀下文詳細說明后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢將顯而易見，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的說明性空氣輔助噴射嘴裝置的縱剖面圖； 圖2是圖1所示噴射嘴裝置的下游端視圖； 圖3是圖1所示說明性噴射嘴裝置環(huán)繞部的放大局部圖；和 圖4是沿圖1的線4-4截取的噴射嘴裝置的橫剖面。
雖然本發(fā)明可以有各種修改和變化結構，但是本發(fā)明的某個說明性實施例已經(jīng)顯示在附圖中，下文將詳細描述。然而，應理解并不意味著將本發(fā)明限制到公開的特定形式，相反地，意味著覆蓋落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改、變化結構和同等物。
具體實施例方式現(xiàn)在特別參考附圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的說明性的內(nèi)混合、空氣霧化噴射嘴裝置10，其連接到傳統(tǒng)的流體供給歧管11。在這種情況下流體供給歧管11包括中心加壓液體供給通道12和圍繞液體供給通道12的若干壓縮空氣供給通道14。在這種情況下空氣通道14連通流體供給歧管11下游端的環(huán)形岐管空氣通道15。
所述噴射嘴裝置10基本上包括噴嘴主體20、下游噴射頂端21和在噴嘴主體20和噴射頂端21之間插入的空氣引導器22。在這種情況下噴嘴主體20采取多部件的流體供給子組件的形式，該子組件包括外環(huán)形主體構件24和安裝其中的內(nèi)軸向液體供給管25，內(nèi)軸向液體供給管限定液體流出口27。外環(huán)形主體構件24具有固定在流體供給歧管11的螺紋軸向孔內(nèi)的外螺紋上游桿26，同時液體供給管25流體連通液體通道12。在這種情況下環(huán)形密封墊圈28插入環(huán)形主體構件24和流體供給歧管11的下游端之間。環(huán)形主體構件24還形成有若干周向間隔的軸向空氣通道29，軸向空氣通道29連通環(huán)形岐管空氣通道15和液體供給管25周圍的空氣室30。
噴射頂端21通過螺紋連接螺母31固定到噴嘴主體20，同時空氣引導器22保持在噴射頂端21的上游端和外噴嘴主體構件24下游端的沉孔34之間。液體供給管25的下游端和空氣引導器22的中心孔35形成有各自的錐形表面38、39，它們限定向內(nèi)匯合的環(huán)形空氣通道40。當液體引導經(jīng)過液體供給管25的下游排出孔27且從下游排出孔27排出時，環(huán)形空氣通道40同時將來自環(huán)形空氣室30的壓縮空氣導入噴射頂端21內(nèi)的膨脹室42。排出液體碰撞噴射頂端21的直立碰撞銷或軸45的橫向主碰撞表面44，其促進液體的機械和空氣霧化液體粒子的分裂，因為它沿著碰撞表面44的側向分散。側向液體分散在經(jīng)由布置在碰撞銷45周圍的若干周向間隔排出孔46排出噴射頂端21之前被環(huán)形空氣流進一步分裂和霧化，這實現(xiàn)液體粒子進一步的分裂和霧化。
根據(jù)本發(fā)明，空氣引導器設計為在較少壓縮空氣需求下更有效地將液體霧化和分裂為更細的液體粒子。為此，在空氣引導器22和液體供給管25之間限定的環(huán)形空氣通道40具有相對狹窄的寬度w，以便加速導入到噴射頂端的空氣流和大致增加該空氣流的壓力，從而增強碰撞碰撞表面44的液體的霧化。環(huán)形空氣通道40的流動面積與液體供給過道25的液體流出口27的面積比值優(yōu)選在1∶2和1∶3之間，最優(yōu)選地為大約1∶2.5。環(huán)形空氣通道40的流動面積與噴射頂端膨脹室42橫向面積的比值優(yōu)選在1∶27和1∶33之間，最優(yōu)選地為大約1∶30，膨脹室42的橫向面積由膨脹室42的直徑″d″定義。在所示實施例中，空氣引導器22和液體供給管25之間的空氣通道面積是0.06平方英寸，液體供給通道25a和其排出孔27的面積是0.15平方英寸，膨脹室42的面積是1.83平方英寸。因而導致的從環(huán)形空氣通道40排出的壓力和速度增大的空氣流更加積極地與橫向碰撞碰撞表面44的液體接合和互相影響，以便更有效地霧化。
在執(zhí)行本發(fā)明時，碰撞銷45具有相對大的碰撞表面44，這導致當液體接近碰撞銷的外圍邊緣時，撞擊碰撞表面的液體以相對薄的層橫向向外前進，以便通過高壓縮空氣流增強交互作用和霧化。碰撞表面44的面積與膨脹室42的面積比值優(yōu)選在大約1∶3.8到1∶4.4之間，最優(yōu)選地為大約1∶4。應意識到膨脹室42足夠大，以便防止其中產(chǎn)生的霧化液體粒子在排出噴射嘴之前混合在一起，重新形成較大的粒子。
在執(zhí)行本發(fā)明的方面時，為了在噴射頂端內(nèi)提供霧化時液體粒子膨脹用的足夠容積，空氣引導器22大致沒有延伸超過液體供給管25的下游端。在所述實施例中，空氣引導器22的下游端大致與液體供給管25的下游端共平面。
與本發(fā)明的另外特征一致，噴射頂端21形成有輔助碰撞表面50，其位于主碰撞表面44的下游，且平行于主碰撞表面44，以便在引導通過噴射頂端排出孔46之前進一步分裂液體粒子。在所述實施例中，碰撞銷45由同心安裝在噴射頂端內(nèi)的獨立的軸針限定，其限定上面的主碰撞表面44和下游的或輔助的環(huán)形碰撞表面50。在這種情況下下游環(huán)形碰撞表面50由半徑較小的凸緣形成，具有外圍銳角51，當液體粒子朝著噴射頂端排出孔46導向時該銳角51進一步剪切液體粒子。
在執(zhí)行本發(fā)明的另外特征時，限定輔助碰撞表面的凸緣占據(jù)噴射頂端膨脹室42的最底部，以便防止在噴射頂端底部形成槽，該槽可以累積液體，在噴霧工作期間導致液體從噴嘴滴落。在這種情況下，輔助碰撞表面50的外徑向邊緣51由對準噴射頂端排出孔46的內(nèi)徑向邊緣的柱形表面52限定，以致不存在槽或其它液體累積縫隙。噴射頂端21膨脹室42內(nèi)霧化的液體粒子和引導通過噴射頂端21膨脹室42的液體粒子被迫繼續(xù)運動到排出孔46，且通過排出孔46，同時包含在噴射頂端縫隙內(nèi)的任何液體沒有凝聚和累積。
綜上所述，可見本發(fā)明的噴射嘴裝置適合于更有效地產(chǎn)生和引導精細霧化的排出噴霧。主題噴射嘴裝置可以與小型壓縮空氣產(chǎn)生設備一起工作，同時實現(xiàn)大體積的更精細霧化的排出液體噴霧。
權利要求
1.一種噴射嘴裝置，包括具有液體流動通道的噴嘴主體，用于沿著預定軸線引導高速液體流，所述液體流動通道具有液體流出口；固定到所述主體的噴射頂端，具有直立的碰撞銷，所述碰撞銷限定與所述液體流出口間隔、相對所述軸線橫向布置的主碰撞表面，從而引導至所述碰撞表面的液體流撞擊所述碰撞表面，分裂成從所述碰撞表面?zhèn)认騻鞑サ姆稚⒁后w；空氣源，用于引導壓縮空氣通過所述主體；空氣引導器，布置在所述碰撞表面上游的所述軸線周圍，形成有限定環(huán)形空氣流動通道的內(nèi)表面，所述環(huán)形空氣流動通道用于提高壓縮空氣的速度，和引導液體流周圍的空氣簾撞擊側向傳播的分散液體，以便進一步將液體分裂和霧化成液體粒子，所述環(huán)形空氣通道具有大于所述液體流出口面積的流動通道面積，環(huán)形空氣通道面積與液體流出口面積的比值在1∶2和1∶3之間，所述噴射頂端限定所述碰撞表面周圍的膨脹室，所述膨脹室用于防止霧化液體粒子混合在一起，重新形成較大粒子，所述噴射頂端具有與所述碰撞表面下游間隔的若干排出孔，所述霧化液體粒子通過所述排出孔流出所述室，同時進一步霧化。
2.如權利要求1所述的噴射嘴裝置，其中所述膨脹室具有大致大于所述環(huán)形空氣通道的流動通道面積的橫向面積，環(huán)形空氣流動通道面積與噴射頂端膨脹室橫向面積的比值在1∶27和1∶33之間。
3.如權利要求2所述的噴射嘴裝置，其中所述膨脹室的橫向面積大致大于所述碰撞表面的面積，碰撞表面面積與膨脹室橫向面積的比值在1∶3.8和1∶4.4之間。
4.如權利要求1所述的噴射嘴裝置，其中所述噴嘴主體包括液體供給管，液體供給管限定所述液體流動通道和液體流出口，所述環(huán)形空氣流動通道由所述空氣引導器內(nèi)表面和所述液體供給管之間的環(huán)形空間限定。
5.如權利要求4所述的噴射嘴裝置，其中所述空氣引導器內(nèi)表面和液體供給管朝著下游方向橫截面減小，用于限定向內(nèi)匯合的環(huán)形空氣通道。
6.如權利要求4所述的噴射嘴裝置，其中所述空氣引導器具有與所述液體供給管的下游端大致共平面的下游端。
7.如權利要求1所述的噴射嘴裝置，其中所述噴射頂端具有輔助碰撞表面，所述輔助碰撞表面平行于所述主碰撞表面，且位于所述主碰撞表面的下游，以便在引導液體粒子通過所述噴射頂端排出孔之前進一步分裂和霧化液體粒子。
8.如權利要求7所述的噴射嘴裝置，其中所述輔助碰撞表面由從所述主碰撞表面下游的所述碰撞銷徑向向外延伸的凸緣限定。
9.一種噴射嘴裝置，包括具有液體流動通道的噴嘴主體，用于沿著預定軸線引導高速液體流，所述液體流動通道具有液體流出口；固定到所述主體的噴射頂端，具有直立的碰撞銷，所述碰撞銷限定與所述液體流出口間隔、相對所述軸線橫向布置的主碰撞表面，從而引導至所述碰撞表面的液體流撞擊所述碰撞表面，分裂成從所述碰撞表面?zhèn)认騻鞑サ姆稚⒁后w；空氣源，用于引導壓縮空氣通過所述主體；空氣引導器，布置在所述碰撞表面上游的所述軸線周圍，形成有限定環(huán)形空氣流動通道的內(nèi)表面，所述環(huán)形空氣流動通道用于提高壓縮空氣的速度，和引導液體流周圍的空氣簾撞擊側向傳播的分散液體，以便進一步將液體分裂和霧化成液體粒子，所述噴射頂端限定所述碰撞表面周圍的膨脹室，所述膨脹室用于防止霧化液體粒子混合在一起，重新形成較大粒子，所述環(huán)形空氣通道的流動通道面積大致小于所述膨脹室的橫向面積，所述環(huán)形空氣流動通道面積與噴射頂端膨脹室橫向面積的比值在1∶27和1∶33之間，所述噴射頂端具有與所述碰撞表面下游間隔的若干排出孔，所述霧化液體粒子通過所述排出孔流出所述室，同時進一步霧化。
10.如權利要求9所述的噴射嘴裝置，其中所述膨脹室的橫向面積大致大于所述碰撞表面的面積，碰撞表面面積與膨脹室橫向面積的比值在1∶3.8和1∶4.4之間。
11.如權利要求10所述的噴射嘴裝置，其中所述噴射頂端具有輔助碰撞表面，所述輔助碰撞表面平行于所述主碰撞表面，且位于所述主碰撞表面的下游，以便在引導液體粒子通過所述噴射頂端排出孔之前進一步分裂和霧化液體粒子。
12.一種噴射嘴裝置，包括具有液體流動通道的噴嘴主體，用于沿著預定軸線引導高速液體流，所述液體流動通道具有液體流出口；固定到所述主體的噴射頂端，具有直立的碰撞銷，所述碰撞銷限定與所述液體流出口間隔、相對所述軸線橫向布置的主碰撞表面，從而引導至所述碰撞表面的液體流撞擊所述碰撞表面，分裂成從所述碰撞表面?zhèn)认騻鞑サ姆稚⒁后w；空氣源，用于引導壓縮空氣通過所述主體；空氣引導器，布置在所述碰撞表面上游的所述軸線周圍，形成有限定環(huán)形空氣流動通道的內(nèi)表面，所述環(huán)形空氣流動通道用于提高壓縮空氣的速度，和引導液體流周圍的空氣簾撞擊側向傳播的分散液體，以便進一步將液體分裂和霧化成液體粒子，所述噴射頂端具有輔助碰撞表面，所述輔助碰撞表面平行于所述主碰撞表面，且位于所述主碰撞表面的下游，以便在引導液體粒子通過所述噴射頂端排出孔之前進一步分裂和霧化液體粒子，所述噴射頂端限定所述碰撞表面周圍的膨脹室，所述膨脹室用于防止霧化液體粒子混合在一起，重新形成較大粒子，所述噴射頂端具有與所述碰撞表面下游間隔的若干排出孔，所述霧化液體粒子通過所述排出孔流出所述室，同時進一步霧化。
13.如權利要求12所述的噴射嘴裝置，其中所述輔助碰撞表面由從所述主碰撞表面下游的所述碰撞銷徑向向外延伸的凸緣限定。
14.如權利要求13所述的噴射嘴裝置，其中限定凸緣的所述輔助碰撞表面具有尖銳外緣。
15.如權利要求12所述的噴射嘴裝置，其中所述輔助碰撞表面是在所述碰撞銷周圍向外延伸的環(huán)形表面。
16.如權利要求12所述的噴射嘴裝置，其中由安裝在所述噴射頂端內(nèi)的單獨的插入構件限定所述主碰撞表面和輔助碰撞表面。
17.如權利要求13所述的噴射嘴裝置，其中限定凸緣的所述輔助碰撞表面具有臨近所述周向間隔的噴射頂端排出口的內(nèi)徑向邊緣的外周，以便防止液體在所述碰撞銷的下游端周圍累積。
全文摘要
一種內(nèi)混合噴射嘴裝置適合于在較少壓縮空氣需求下工作。噴射嘴裝置包括用于引導液體流靠近碰撞銷的液體通道，空氣引導器設置為在液體流周圍形成環(huán)形壓縮空氣通道，以便撞擊和霧化從碰撞表面?zhèn)认騻鞑サ姆稚⒁后w。為了增強液體霧化，空氣引導器限定相對狹窄寬度的空氣流動開口，以便大致加速霧化空氣流和增加霧化空氣流的壓力，碰撞銷形成有相對大的主碰撞表面和平行的、位于下游的輔助碰撞表面，輔助碰撞表面促進液體粒子進一步分裂，并防止液體累積在碰撞銷底部的周圍。
文檔編號B05B7/02GK101039757SQ200580034838
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權日2004年8月23日
發(fā)明者D·C·胡夫曼, J·埃彭揚, J·W·巴特爾 申請人:噴灑系統(tǒng)公司