全錐形空氣輔助噴射噴嘴組件的制作方法
【專利說明】全錐形空氣輔助噴射噴嘴組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2012年8月17日提交的申請?zhí)枮?3/588，288的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該專利申請通過引用合并到本申請中。
【背景技術(shù)】
[0002]本申請一般地涉及液體噴射噴嘴組件，以及更具體地涉及適于噴射出全圓錐形噴射形狀的改進(jìn)的噴射噴嘴組件。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，大多數(shù)具有液體噴射微粒遍布噴射形狀的生成圓錐形的噴射形式的噴嘴具有內(nèi)置混合設(shè)計，在該內(nèi)置混合設(shè)計中加壓液體和氣流混合，且在噴嘴內(nèi)部的混合室中預(yù)霧化所述液體。然后，所述預(yù)霧化的液體從噴嘴通過多個周向間隔的排出孔排出，與多重排出微粒流混合而形成圓錐形噴射形狀。上述噴嘴組件的缺點(diǎn)是個別的排出流具有形成不良圖紋的趨勢，該不良圖紋影響液體噴射的均勻分布和應(yīng)用。由于引進(jìn)內(nèi)部混合室的液體和空氣的壓力必須大致相同以避免它們中的一個對另一個的不利影響，排出的噴射形狀的控制也是有限的。所述霧化液體也可以形成在內(nèi)部混合室中并阻礙或阻塞操作，特別是噴出黏性更高的液體時。
[0004]雖然外部混合空氣霧化噴嘴組件是已知的，其中，液體流在噴嘴的液體排出孔處或在緊接著從噴嘴的液體排出孔流出時通過加壓空氣被霧化，但是這種噴嘴并不適合生成和噴射全錐形噴射形狀。這種外部混合噴嘴在其控制整個圓錐形噴射形狀的噴射微粒的分布和改變圓錐噴射的角度方面都受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的其中一個目的是提供一種改進(jìn)的加壓空氣輔助液體噴嘴組件，其適于更有效地生產(chǎn)全錐形噴射形狀，且液體微粒在整個噴射形狀中均勻分布。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種噴射噴嘴組件，其特征在于，該噴嘴組件可操作用于產(chǎn)生具有更寬的角度范圍的圓錐形噴射形狀。
[0007]本發(fā)明的再一個的目的是提供一種上述類型的噴射噴嘴組件，該噴射噴嘴組件能在廣泛范圍的不同的空氣和液體壓力下操作以增強(qiáng)對圓錐形噴射排放的噴射角度和液體微粒分布的控制。
[0008]本發(fā)明的再一個目的是提供一個全錐形噴射噴嘴組件，該全錐形噴射噴嘴組件可有效噴射黏性液體而不發(fā)生不希望的堵塞的情況。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供一個噴射噴嘴組件，該噴射噴嘴組件的結(jié)構(gòu)相對簡單，以使得該噴嘴組件適合于經(jīng)濟(jì)地制造。
[0010]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀接下來的詳細(xì)描述和參考附圖而變得清楚。
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的加壓空氣霧化液體噴射噴嘴的縱向剖視圖； 圖2是沿途圖1中的線2-2所截取的垂直剖面圖；
圖3是噴射噴嘴組件的分解視圖；
圖4是示出噴射噴嘴組件的內(nèi)部空氣導(dǎo)向件的側(cè)視圖；
圖5是在圖4中所示的空氣導(dǎo)向件的俯視圖；
圖6是圖4所示的空氣導(dǎo)向件的垂直剖面圖；以及圖7是圖4所示的空氣導(dǎo)向件的仰視圖。
[0012]雖然本發(fā)明能夠做出各種變形和變化的組合，但是在附圖中示出且將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述的僅是本發(fā)明的其中一個說明性實(shí)施例。無論如何，可以理解的是，本申請沒有打算將本發(fā)明限制到所公開的特定形式中，相反，本公開的目的在于涵蓋落入本申請的精神和范圍內(nèi)的所有修改、變化組合和等效替換。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在具體參考附圖，附圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的加壓空氣輔助液體噴射噴嘴組件10。本實(shí)施例中的噴射噴嘴組件10安裝在傳統(tǒng)噴射槍或者頭部11上，該頭部11具有連接至加壓液體供應(yīng)14的中心液體通道12和在周向相互間隔布置(排出)以耦合到合適的加壓空氣供應(yīng)18，19的第一空氣通道15和第二空氣通道16。
[0014]圖不的噴射噴嘴組件10主要包括內(nèi)部中心液體噴射噴嘴20，和布置在液體噴射噴嘴20下游端的周圍的環(huán)形空氣導(dǎo)向件或芯件21，以及相對于空氣導(dǎo)向件21布置的杯狀噴嘴體或蓋22。液體噴射噴嘴20具有中心液體通道24，該中心液體通道24具有下游向內(nèi)聚合的錐形部25，該錐形部25與小直徑噴射部26和液體排出孔28連通，該小直徑噴射部26和液體排出孔28由液體噴射噴嘴20的向前伸出的鼻部29來限定。本實(shí)施例中的液體噴射噴嘴20分別具有直徑相對較小的上游端部30和下游端部31，上游端部30被布置在頭部11的埋頭孔內(nèi)，且通過環(huán)形密封圈32密封。下游端部31由向內(nèi)聚合的錐形部34形成，小直徑鼻部29從錐形部34延伸。圖示的液體噴射噴嘴20具有增大直徑的中部部分35，該中部部分35具有與頭部11的端面相對布置的沿徑向延伸安裝和定位的凸緣36。該增大直徑的中部部分35的上游端部布置在頭部11的第二埋頭孔內(nèi)，且通過環(huán)形密封圈38密封。
[0015]所述噴嘴體或蓋22具有外部圓柱形側(cè)壁40和形成有中心開口 42的端壁41，該中心開口 42與所述液體噴射噴嘴通道24和排出孔28同軸。圓柱形側(cè)壁40鄰近上游端部處具有向外延伸的環(huán)形肩部44，該環(huán)形肩部44通過恰當(dāng)?shù)谋３汁h(huán)或其他類似部件固定到頭部11。
[0016]根據(jù)所示的實(shí)施例，所述空氣導(dǎo)向件限定:(1)多個第一空氣通道，其有效地將加壓霧化空氣橫向引導(dǎo)到從液體噴射噴嘴排出的固定液體流，以預(yù)霧化所述液體，使所述液體成為精細(xì)的液體噴射微粒，和(2)多個第二空氣通道，其用于將多個成形空氣流切向引導(dǎo)到排出的預(yù)霧化液體，以進(jìn)一步霧化液體并使得液體微粒形成全錐形噴射形狀。
[0017]在本實(shí)施方式中，所述多個第一空氣通道是六個沿周向間隔的通道50，該通道50沿與中心液體通道24大致平行的方向穿過所述空氣導(dǎo)向件延伸。第一通道50具有與環(huán)形歧管通道51相通的上游端，該環(huán)形歧管通道51由在空氣導(dǎo)向件21的上游端的埋頭孔52和液體噴射噴嘴20的中部部件35的下游端壁54限定，并且該環(huán)形歧管通道51通過多個周向間隔的縱向延伸的通道55與頭部11上的環(huán)形歧管通道56相通，且該環(huán)形歧管通道56從空氣通道15接收加壓空氣。
[0018]多個第一空氣導(dǎo)向通道50的下游端與橫向環(huán)形通道60相通，該橫向環(huán)形通道60限定在空氣導(dǎo)向件21的由空氣導(dǎo)向件的埋頭孔形成的內(nèi)凹面61和噴嘴體或蓋22的端壁41之間。橫向環(huán)形通道60引導(dǎo)加壓霧化空氣聚合并橫向沖擊從所述液體噴射噴嘴排出孔28排出的固定液體流。在本實(shí)施方式中，由埋頭孔63形成的空氣導(dǎo)向件21的凹陷端面61的直徑尺寸被形成為與多個第一空氣導(dǎo)向通道50的下游端相交，以限定多個周向間隔的霧化空氣排出孔64，該霧化空氣排出孔64臨近通道50的橫向?qū)蚨嗣?5以沿徑向向內(nèi)的方向引導(dǎo)所述霧化空氣。限定排出孔64的埋頭孔63優(yōu)選地在通道50各自的縱向軸線徑向向內(nèi)的位置具有與第一通道50的端部相交的外徑，以使得通道50通過通道50的端面65的徑向向內(nèi)的一側(cè)上的倒角與橫向環(huán)形通道60相通。在本實(shí)施方式中，空氣導(dǎo)向件21具有中部向前延伸且向內(nèi)形成錐形(向內(nèi)漸漸縮小)的鼻部66，該鼻部66環(huán)繞液體噴射噴嘴20的鼻部29以將橫向定向的霧化空氣流在下游成一角度引導(dǎo)到排出到液體噴射噴嘴20的液體。
[0019]在使用圖示的實(shí)施例的過程中，空氣導(dǎo)向件21限定多個第二空氣通道，該多個第二空氣通道將多個切向定向的成形空氣流引導(dǎo)到從噴嘴排出的霧化液體的周圍以進(jìn)一步進(jìn)行霧化，并且將排出液體噴射形成為明確定義的圓錐形噴射形狀。為此，在圖示的實(shí)施例中，空氣引導(dǎo)21具有由六個平坦面71限定的外部六角形結(jié)構(gòu)，該平坦面71限定在空氣導(dǎo)向件21和噴嘴體22的外圓柱壁40之間的周向間隔的外圍空氣通道70的相應(yīng)的數(shù)目?？諝鈱?dǎo)向件21的相連的平坦面71的拐角72是圓角，以便于對圓柱形側(cè)壁40的內(nèi)表面緊密定位。在本實(shí)施方式中，周向間隔的外圍通道70與空氣混合室74相通，空氣混合室74進(jìn)而相對于液體噴射噴嘴20的外凸緣36與頭部11的加壓空氣通道16連通。
[0020]根據(jù)本實(shí)施例，空氣導(dǎo)向件21的外端面75和噴嘴體端壁41限定了多個切向通道76，每個切向通道76與相應(yīng)的外圍通道70連通，以相對于從液體噴射噴嘴20排出的霧化液體切向引導(dǎo)加壓成形空氣流，從而進(jìn)一步進(jìn)行霧化，同時產(chǎn)生一個回旋作用，以使得排出的噴射微粒成形成圓錐形噴射形狀。在本實(shí)施方式中，空氣導(dǎo)向件21的端壁75上形成有切向?qū)虿?6a，切向?qū)虿?6a與噴嘴本體的端壁41 (氣蓋鄰接的端壁)限定切向空氣成形通道76。
[0021]雖然橫向霧化空氣流和切向成形空氣流最初作用在空氣噴嘴體22的中心孔42內(nèi)的排出液體，但是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過該切向成形空氣的回旋方向，在排出噴射(液體)從液體噴射噴嘴排出后，該切向成形空氣仍將排出噴射繼續(xù)塑造和維持為明確定義的圓錐形噴射形狀。在圖示的實(shí)施例中，中心噴嘴體開口 42終止于向外成錐形的斜面42a。
[0022]具有橫向霧化空氣排出通道和切向成形空氣排出通道的組合的本發(fā)明的加壓空氣霧化噴嘴的獨(dú)有特點(diǎn)在于:本發(fā)明可在廣泛范圍(許多不同)的空氣和液體壓力的組合下保持和控制全錐形噴射形狀，以使得液體在整個噴射形狀中均勻分布。這是通過利用多個(在本實(shí)施方式中為六個)橫向定向的加壓氣流來選擇性地沖擊從液體噴嘴的排出孔排出的固定液體流，并同時利用多個(在本實(shí)施方式中為六個)切向定向的加壓氣流來控制和成形的霧化微粒。橫向加壓氣流沖擊液體以使液體霧化，而切向氣流旋轉(zhuǎn)霧化液滴以形成均勻和可控制的全錐形噴射形狀。對液流的直接沖擊和切向旋轉(zhuǎn)的結(jié)合在霧化大黏度范圍的多種液體具有重要作用。由于大部分的霧化發(fā)生在液體噴射噴嘴的外側(cè)，即類似外部混合霧化噴嘴的方式，因此可以使用更高黏度的液體而不發(fā)生堵塞或材料的積壓，避免了影響噴嘴的噴霧性能。
[0023]雖然在圖示的實(shí)施例中，噴嘴組件包括用于輸送和引導(dǎo)加壓霧化空氣和成形空氣的六個通道，但是，在特定的噴射應(yīng)用中可使用更多或更少的通道。優(yōu)選地，在每個實(shí)施例中應(yīng)用四個至八個通道。
[0024]根據(jù)本實(shí)施例的進(jìn)一步特征，橫向空氣霧化通道和切向成型加壓空氣通道可單獨(dú)地被控制以實(shí)現(xiàn)特定的噴射應(yīng)用。為了這個目的，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，為橫向霧化空氣通道提供分離的受控加壓空氣供應(yīng)19，以及為切向成形空氣提供分離的受控加壓空氣供應(yīng)18。
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