專利名稱：外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及噴霧噴嘴組件，更具體地，涉及外部混合空氣霧化噴霧噴嘴組件，其中排出的液流(束)是霧化的，并通過液體排出孔外部的加壓空氣形成為所需的噴霧模式。
背景技術(shù)：
外部混合空氣霧化噴霧噴嘴已知具有通過加壓空氣產(chǎn)生液體微粒的噴霧模式以 及控制液體顆粒大小和噴霧分布的能力而基本上不受液體流率的影響。這種噴霧噴嘴組件典型地包括液體噴霧嘴和噴氣嘴(air cap)，液流被引導通過該噴霧嘴，噴氣嘴安裝成與液體噴霧嘴成環(huán)繞關(guān)系，以便引導與從噴霧嘴排出的液流互相作用的加壓氣流，以便進一步將液體分解成顆粒，以及引導顆粒形成所需的噴霧模式。這種空氣輔助的噴霧噴嘴通常用于工業(yè)中，用于將高粘度的涂層引導到各種產(chǎn)品上。借助于使由從噴霧噴嘴組件排出的加壓液體流和空氣流混合而產(chǎn)生的湍流，隨機引導的液體微?？山佑|并積聚到液體噴霧嘴和噴氣嘴的外部暴露面上，稱為植須(bearding)，其會快速阻礙液流和空氣流的排出以及阻止必要的涂層材料的均勻施加。在某些情況下，這種積聚可能會在很短的操作期間內(nèi)發(fā)生，因此需要經(jīng)常將生產(chǎn)線停機以便清潔噴嘴組件。噴霧操作的重復中斷會顯著影響處理系統(tǒng)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)確定從這種噴氣嘴的排出孔沿著相鄰噴氣嘴表面區(qū)域排出的高壓空氣流會產(chǎn)生低壓區(qū)域，這趨于以加速顆粒積聚和植須的方式夾帶微粒并且將其吸引以與噴氣嘴相接觸。此外，已經(jīng)確定較高壓力的空氣流會增加微粒分解并加強植須。本發(fā)明的一個目的是提供一種適于更有效地噴涂高粘稠材料的改進的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有如上特征的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其具有顯著減少或消除不希望的在液體噴霧嘴和噴氣嘴的外部暴露面上積聚噴霧材料的設計。本發(fā)明的再一個目的是提供一種具有下述噴氣嘴的外部混合空氣霧化噴霧噴嘴組件，其顯著降低噴氣嘴加壓空氣排出孔周圍的低壓區(qū)域，因此，進一步將液體微粒在空氣排出孔周圍的積聚最小化。本發(fā)明的又一個目的是提供一種前述類型的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其可在較低的空氣壓力下操作，從而進一步減少液體微粒在噴氣嘴外部表面上的產(chǎn)生和積聚。本發(fā)明的另一個目的是提供一種構(gòu)造相對簡單且自身可經(jīng)濟地制造和使用的噴霧噴嘴組件。在參照附圖閱讀下面的詳細描述之后，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢將變得顯而易見，其中。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例性外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件的沿軸向通過噴霧噴嘴組件所取的縱截面圖。圖2是所示噴霧噴嘴組件的噴霧嘴和噴氣嘴的局部放大截面圖。
圖3是所示噴霧噴嘴組件的噴嘴主體的端視圖。圖4是所示噴霧噴嘴的噴氣嘴的前部透視圖。圖5是圖4中所示噴氣嘴的前部端視圖。圖6是圖4中所示噴氣嘴的側(cè)視圖。圖7是圖4中所示噴氣嘴的后部透視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件的一個替代實施例的縱截面。圖9是圖8中所示噴霧噴嘴組件的噴氣嘴的前部透視圖。雖然本發(fā)明易于進行各種修改和具有各種替換構(gòu)造，但是在附圖中只示出其某些示例性的實施例，且將在下面進行詳細描述。然而，應該理解，并非意旨將本發(fā)明限制到所公開的具體形式，而恰恰相反，其意圖是涵蓋落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改，替代構(gòu)造和等同物。
具體實施例方式現(xiàn)在更具體地參照附圖1，其示出根據(jù)本發(fā)明的示例性外部混合噴霧噴嘴組件
10。所示的噴霧噴嘴組件10包括噴嘴主體11，處于其排出端處的液體噴霧嘴12，通過保持環(huán)16安裝成與噴嘴主體11的排出端成環(huán)繞關(guān)系的噴氣嘴14，以及處于噴霧嘴12相對端部處用于控制從噴霧噴嘴組件排出液體噴霧的控制模塊17。噴霧噴嘴組件的基本結(jié)構(gòu)和操作模式在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，例如，如在美國專利5707010中所示。如圖I和圖3中所示的示例性噴嘴主體11具有軸向液流通道18和多個徑向流體通道。徑向通道包括用于連接到待被噴霧液體供應源且與液體流動通道18連通的液體入口端19，徑向偏離液體入口端口 19 (圖I)用于連接到加壓空氣源或其它加壓流體從而用于輔助待噴霧液體進行霧化的霧化空氣入口端20，以及同樣用于連接到加壓空氣源從而用于輔助排出液體噴霧的引導和形成的風扇空氣入口端21。為了控制通過液體通道18的液體流動和排出，控制模塊17可以是若干標準噴霧控制模塊或附件之一，其可快速和容易地被可互換地安裝到噴嘴主體11上，以便使得能夠針對特定的噴霧應用而更加廣泛地使用噴霧噴嘴組件。所示的控制模塊14包括主體構(gòu)件40，其載有用于相對于噴霧嘴12往復運動的常規(guī)類型的切斷型閥針41。閥針41具有處于其相對端部處的活塞組件42，其通過彈簧44偏置于閥關(guān)閉位置內(nèi)，彈簧44保持于與主體40的上游端螺紋嚙合的蓋45內(nèi)。主體40具有下游側(cè)的相對小直徑的圓柱形轂部46，其載有O形環(huán)47，O形環(huán)47通過無螺紋接合可移除地定位于噴嘴主體11上游側(cè)的圓柱形孔48內(nèi)。為了可釋放地將控制模塊14固定在所述安裝位置內(nèi)，設置保持環(huán)50，其與噴嘴主體11上游側(cè)的螺紋轂部51螺紋嚙合。在操作過程中，為了對抗彈簧44的力使得閥針41軸向移動到打開位置(如圖I所觀察到的左側(cè))，經(jīng)由模塊的入口端54將控制驅(qū)動的空氣或其它一些流體供應到鄰近可動活塞42前側(cè)的氣缸內(nèi)。如本領(lǐng)域中已知的那樣，控制流體即加壓空氣，可諸如受到電磁致動閥的外部控制，以便控制閥針41按順序打開。在這種情況下，噴霧嘴12具有向前延伸的鼻狀部60，其限定液體排出孔且其延伸入并通過噴氣嘴14的中央開口 61從而限定環(huán)狀空氣排出孔62，引導到霧化空氣入口 20的霧化空氣通過上述環(huán)狀空氣排出孔62而排出(圖2)。在這種情況下，霧化空氣入口 20與噴 嘴主體中的縱向通道64連通，縱向通道64接著與在噴霧嘴12和噴嘴主體11之間限定的環(huán)形通道65連通，環(huán)形通道65接著與通過噴霧嘴12的若干縱向通道66連通，且接著通過與環(huán)形排出孔62連通的下游圓錐形通道68。噴氣嘴14還具有相對的縱向通道70，其與成相應角度的通道71連通，風扇空氣通過通道71從風扇空氣入口 21引導排出，以輔助形成排出噴霧的模式。在這種情況下，風扇空氣與風扇空氣入口 21連通，通過噴嘴本體11中的縱向通道72，噴霧嘴12和噴嘴主體11之間的環(huán)形腔室74，以及縱向通道70和成角度的噴氣嘴通道71。根據(jù)本發(fā)明，噴氣嘴的成角度風扇空氣通道由噴氣嘴的管狀延伸部限定，其使在風扇空氣排出孔周圍的微粒積聚以及加壓空氣的操作要求最小化。所示的噴氣嘴14具有上游圓柱形側(cè)壁78，其限定橫向的保持凸緣79和較小直徑的向前延伸的圓柱形基部80，其具有從基部80的徑向相對兩側(cè)向前延伸的一對耳部或突起81。在這種情況下，突起81部分地由圓柱形基部80的相對部分、相對的錐形側(cè)壁82、和相對的向內(nèi)延伸的凹部84限定。錐形側(cè)壁82和凹部84進一步限定相對于凹部84升高的中央噴氣嘴端面84，在這種情況下，中央噴氣嘴端面84具有相對小的矩形形狀，中央噴氣嘴開口 61通過其連通。在這種情況下，限定噴氣嘴14的管狀延伸部的成角度風扇空氣通路為管狀構(gòu)件90，其與相應的縱向噴氣嘴通道70連通且以相對于噴氣嘴端面84向內(nèi)和向前引導的方式地延伸。雖然在所示實施例中管狀構(gòu)件90與噴氣嘴14 一體地形成，備選地，單獨的管狀構(gòu)件可固定地安裝到突起內(nèi)。優(yōu)選地，管狀構(gòu)件90從噴氣嘴突起81延伸的距離至少對應于成角度通道71的直徑，且具有的徑向壁厚不大于成角度通道71直徑的四分之一。在所示實施例中，管狀構(gòu)件90的壁厚約為成角度通道71直徑的六分之一。根據(jù)本發(fā)明，成角度的通道取向成與排出液流形成相對陡的角度，以便將在較低空氣壓力和空氣體積下的排出液體的沖擊和霧化最大化，以便進一步最小化在風扇空氣排出孔周圍的物料積聚。在所示的實施例中，成角度的風扇空氣通道71相對于所排出霧化液流(束)軸線的垂直線成約30°角度α的取向。這種相對陡的角度有利于所排出的風扇空氣流(束)的沖擊，同時能夠降低空氣操作壓力和體積，否則會產(chǎn)生微粒和將微粒分散到噴氣嘴的暴露表面上。風扇空氣流束的這種相對較陡的沖擊角連同風扇空氣排出孔周圍的相對較小的表面區(qū)域有效地防止顆粒積聚，顆粒積聚會妨礙噴霧噴嘴組件的可靠操作。然而，由于風扇空氣排出孔周圍的較小表面積，在某些應用中，成角度的風扇空氣通道71可相對于排出的液流取向成高達45°的更大角度。參照圖8和圖9，示出根據(jù)本發(fā)明的噴霧噴嘴組件的一個替代實施例，其中類似于上面描述那些的各項給出類似的附圖標記。在這種情況下，限定成角度空氣通道71的噴氣嘴管狀構(gòu)件90形成有橫向的V形切口 95，其在垂直于相對的噴氣嘴突起85和管狀構(gòu)件90平面的方向上延伸。這種橫向取向的V形切口 95使得風扇空氣能夠擴散成較大的射流模式，其能夠使得風扇空氣對所排出的霧化液流的影響變?nèi)?，從而將液體微粒在噴氣嘴暴露表面上的生成和向噴氣嘴暴露表面上的引導最小化。從以上所述可以看出，本發(fā)明提供一種改進的外部混合空氣霧化噴霧噴嘴組件，其適于更高效地噴霧高度粘稠的液體材料。噴霧噴嘴組件顯著減少或消除不希望的噴霧材料在液體噴霧嘴和噴氣嘴的外部暴露面上的積聚。通過將風扇空氣排出孔周圍的表面區(qū)域 和低壓區(qū)域最小化而可出人意料地獲得這種增強的性能，否則其會夾帶微粒并將其吸引與噴氣嘴表面相接觸。噴氣嘴還可以在較低的空氣壓力和空氣體積下高效率地工作，以便進一步將不希望的材料在噴氣嘴暴露表面上的積聚最小化。
權(quán)利要求
1.一種外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其包括 噴嘴主體，其具有用于連接到加壓液體供應源的液體通道，和用于連接到加壓空氣供應源的空氣通道； 所述液體通道具有下游側(cè)的液體排出孔，加壓液體流從所述液體排出孔沿軸向排出； 鄰近所述噴嘴主體設置的噴氣嘴； 所述噴氣嘴具有中央開口，其與同所述空氣通道連通的所述液體排出孔成共軸關(guān)系，以便以與從所述排出孔排出的液體成環(huán)繞關(guān)系的方式排出環(huán)形的空氣流； 所述噴氣嘴形成有位于噴氣嘴和液體排出孔徑向相對側(cè)上的一起突起，所述噴氣嘴的每個突起具有與所述噴嘴主體的空氣通道連通的相應噴氣嘴通道，且每個所述突起具有管狀延伸部，每個管狀延伸部限定與相應的噴氣嘴通道連通的管狀延伸通道，其與噴氣嘴的所述中央開口和液體排出孔的軸線成角度地延伸，以便在所述液體排出孔下游的位置處將加壓空氣流成角度地引導到從所述液體排出孔排出的液流上，從而將液體霧化并且將所排出的液體引導到預定的噴霧模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述管狀延伸部具有圓柱形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述管狀延伸部具有的壁厚不大于管狀延伸空氣通路直徑的四分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述管狀延伸部具有的壁厚約為管狀延伸通路直徑的六分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀延伸部為管狀構(gòu)件，其從噴氣嘴突起延伸的距離至少對應于管狀延伸通道的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀延伸部與所述中央開口和液體排出孔的軸線成45°和90°之間的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀延伸部相對于所述中央開口和液體排出孔的軸線的垂直線成約30°的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀延伸部為與噴氣嘴一體形成的管狀構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀延伸部分為固定地安裝到所述突起的單獨管狀部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述突起設置于公共平面內(nèi)，并且每個所述管狀延伸部在其終端處形成有V形切口，其在垂直于噴氣嘴突起的平面的方向上延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述噴氣嘴具有圓柱形基部，并且所述突起部分地由圓柱形基部的相對延伸部限定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述突起進一步由一對相對的錐形側(cè)壁和一對向內(nèi)延伸的凹部限定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述錐形側(cè)壁和所述凹部限定中央噴氣嘴端面，其相對于所述凹部升高，所述中央開口延伸通過所述中央噴氣嘴端面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述升高的端面具有矩形形狀。
15.一種外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其包括噴嘴主體，噴嘴主體具有加壓液體可引導通過的液體通道；噴霧嘴，其在噴嘴主體的下游端處具有限定環(huán)形液體排出孔的鼻部；與所述噴霧嘴鼻部成環(huán)繞關(guān)系安裝的噴氣嘴；所述噴氣嘴具有中央開口，所述噴霧嘴鼻部設置于所述中央開口內(nèi)，所述噴氣嘴中央開口和噴霧嘴鼻部限定與所述液體排出孔共軸的環(huán)形氣孔，以便與加壓空氣源連通以及用于引導環(huán)形加壓空氣流從而與從所述液體排出孔排出的液體相互作用，所述噴氣嘴具有若干圓柱形管狀構(gòu)件，其從所述噴氣嘴彼此相對地與所述環(huán)形空氣通道和液體排出孔的軸線成角度地延伸，每個所述管狀構(gòu)件形成有與加壓空氣源連通的相應噴氣嘴空氣通道，以便與所述環(huán)形空氣通道和液體排出孔的軸線成角度地引導空氣流，從而進一步與從所述液體排出孔排出的流體相互作用并控制對從所述液體排出孔排出的流體。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述管狀構(gòu)件延伸的長度至少對應于管狀構(gòu)件的內(nèi)徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述管狀部件具有的壁厚不大于管狀構(gòu)件內(nèi)徑的四分之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中所述管狀構(gòu)件與所述中央開口和液體排出孔的軸線成約45°到90°的角度。
19.一種外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其包括 噴嘴主體，其具有用于連接到加壓液體供應源的液體通道，和用于連接到加壓空氣供應源的空氣通道； 所述液體通道具有下游側(cè)的液體排出孔，加壓液體流從所述液體排出孔沿軸向排出； 鄰近所述噴嘴主體設置的噴氣嘴； 所述噴氣嘴具有中央開口，其與同所述空氣通道連通的所述液體排出孔成共軸關(guān)系，以便以與從所述排出孔排出的液體成環(huán)繞關(guān)系的方式排出環(huán)形的空氣流； 所述噴氣嘴形成有從噴氣嘴的相對兩側(cè)徑向突出的一對薄壁圓柱形構(gòu)件，每個所述噴氣嘴圓柱形構(gòu)件限定與所述噴嘴主體空氣通道連通的相應噴氣嘴通道，且每個所述圓柱形構(gòu)件與所述噴氣嘴中央開口和液體排出孔的軸線成角度地延伸，以便在所述液體排出孔下游的位置處將加壓空氣流引導到從所述液體排出孔排出的液流上，從而將液體霧化并且將所排出的液體引導到預定的噴霧模式，且每個所述圓柱形構(gòu)件具有的壁厚不大于噴氣嘴圓柱形構(gòu)件通道直徑的四分之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其中每個所述圓柱形構(gòu)件突出的長度至少對應于圓柱形構(gòu)件空氣通道的內(nèi)徑。
全文摘要
一種外部混合空氣輔助的噴霧噴嘴組件，其具有帶有加壓液體通道和空氣通道的噴嘴主體，和噴氣嘴，所述噴氣嘴具有中央開口，其與噴嘴主體的液體排出孔成共軸關(guān)系，以便以與從所述排出孔排出的液體成環(huán)繞關(guān)系的方式排出環(huán)形的空氣流，所述噴氣嘴具有相對于彼此突出的一對相對薄壁圓柱形構(gòu)件，以便引導加壓空氣霧化并形成排出液體的噴霧模式，同時將不希望的固體在突出的圓柱形構(gòu)件終端上的積聚最小化。
文檔編號B05B1/28GK102947007SQ201180030310
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者D.C.胡夫曼, R.R.弗雷徹特 申請人:噴霧系統(tǒng)公司