CN100441310C - 具有转动环状间隙的雾化喷管 - Google Patents

Abstract

一个雾化喷管(10)包括一个环状截面的第一流道(16)，用于供应被雾化的介质，该流道被两个沿径向相互隔开的壁(18，30)所限定并通向一个环状喷口(40)。另外，提供了一个包围着第一流道的第二流道(50)，用于供应气体的喷射介质(65)，它也通向一个环状喷口(54)。按照本发明，限定第一流道(16)的两个壁(18，30)绕着一个喷管纵向轴线(70)可以相互转动。

Description

具有转动环状间隙的雾化喷管

技术领域

本发明涉及了一个雾化喷管，具有一个环状截面的第一流道，用于引导待雾化的介质，该流道被两个沿径向相互隔开的内壁和外壁所限定并通向一个环状喷口，以及具有一个第二流道，用于引导气体的喷射介质，该流道包围着第一流道并同样通向一个环状喷口，其中限定第一流道的两个壁绕着一个喷管纵向轴线可以相互转动。

背景技术

例如，从DE 197 49 071Al已经知道这种类型的雾化喷管。这种类型的雾化喷管用于依靠气体喷射介质来喷射待雾化的介质，通常为液体，有时也可以是粉末。

在该文中，在压力下把待雾化的介质输送通过环状或间隙状的流道，送到采取环状间隙形式的喷口。

这个第一环状流道被一个同样为环状的第二流道包围，并且相邻于第一流道，同样通向环状或间隙状的喷口。

与喷管的出口头部设计有关，这种喷管沿轴向或侧向喷射到离轴线或大或小的范围，喷射角逐渐增大。此时喷射角可达180°，绕出口头部的环向角为360°。

这种喷管广泛用于处理微粒材料的设备，例如用于这些微粒的颗粒化或涂敷。在颗粒化时，喷射黏性液体，用于把微粒黏结成较大的团，即黏结成所希望的颗粒。

在涂敷时，把一个保护层喷射到表面上。

首先，这种设备用于医药工业，把制成细灰粉末的药片配料颗粒化成为可操作粉末，能够压成药片。

在涂敷时，对药丸或最终的药粒，甚至整个药片提供一个外保护层。

与设备的构形有关，喷管可以垂直向上喷射，即设计成一个直立喷管，或者倾斜喷射，或者沿水平方向，甚至在许多情形从顶部垂直向下。

采用这种类型的雾化喷管，可以喷射悬浮、分散或溶解的介质，也可用于称为热溶的方法中，在温度作用下处理熔化的腊或硬油脂。

为了达到尽可能细的喷射，环状流道采用范围小于0.25mm的液体截面。

然而，在这种喷管的实际使用中发现，对于某些类型的悬浮或分散介质，由于未溶解固体碎屑造成小的液体截面的部分堵塞。

特别是当这些固体碎屑具有纤维或结晶特性时也可以看到这点。

以具有喷射角为180°或环向角为360°的上述喷管为例，喷管头部喷射出为一个平面饼形的喷射锥。如果发生堵塞，则在环状间隙的某些周向区域上没有待雾化的介质射出。这对于采用设置了这种雾化喷管的设备所要达到的处理结果来说非常不利。

例如，在一个液化床的涂敷设备中，被处理的材料绕喷管旋转或运动，从而在一个因堵塞而沿周边不均匀喷射的喷管中，得到不规则的处理结果。

但是，在该技术领域中，确实要达到处理结果尽可能均匀的目的，例如得到在极窄粒度尺寸范围内的颗粒，或者覆盖厚度尽可能相等的保护层。

发明内容

因此，本发明的目的是进一步开发一种在引言中提到的雾化喷管类型，达到能够均匀地雾化甚至可能引起堵塞的被喷射介质的效果。

按照本发明，达到了这个目的，内壁设计为一可转动的中心的心轴的外面，一马达连接于心轴，所述马达转动所述内壁。

已经发现，在这种间隙状壁的构型中，在环状间隙中建立了离心和径向运动，即环形线的运动。通过环状间隙沿轴向传送的待雾化介质，由于相互相对转动的壁，还进一步建立了转动运动，它造成上述的环形线运动。然后，如果可能引起堵塞或夹带更小固体块的介质被引导通过这个流道，液体间隙的转动构型造成了这种固体块的粉碎，否则在壁不动情形中它们会导致液体间隙的堵塞。实际上依靠转动构型达到了自清洁的效果，从而待雾化的介质最终离开环状喷口时沿周向均匀分布。

另外，在本发明的另一个实施例中，两个壁沿轴向可相互移动，结果是可以改变第一环状流道的喷口间隙宽度。

因而，这个方法具有显著的优点，由于轴向可动性，有可能以改变第一流道的喷口间隙宽度，特别是，甚至可能封闭这个喷口。如果喷管不用或暂时不用，把喷口封闭，从而在喷口区没有灰尘进入，或者不发生因干燥等原因而堵塞。

这个轴向可移动性的重要和显著的优点也在于：在一定宽度范围上产生环状间隙宽度的自动调节。

在这种雾化喷管中常规环状间隙具有0.1到约0.25mm的宽度，希望有能力在每毫米间隙长度上排出1到5克的被喷射介质。

因此，与被喷射介质的性质有关，轴向可动性使得有可能自动地建立间隙高度。当具有特定压力的特定介质引导通过第一流道时，其固有性质，例如在液体情形下的黏性和在乳状液情形下的流动性和黏性，对每毫米间隙长度上可以通过的量施加了显著的影响。换句话说，液体可以比较容易地排出通过这个间隙，而对同样的流量其他介质需要稍宽的间隙。

在实际应用中可以发现，当然在某些确定的范围内，在给定边界条件下，间隙宽度自动地建立到一个最佳值，即喷管实际上靠自身调节。

可以用一个简单方式达到在不工作状态下封闭第一流道喷口的上述可能性，例如在直立喷管情形，至少一个可动壁由于重力而下沉，由此产生封闭运动。

在倾斜、水平或甚至倒挂的喷管情形，可以依靠弹簧或其他机构来产生这个运动。

在本发明的另一个实施例中，至少在相互转动壁的一个上设置了传送件，它控制了输送到喷口的待雾化介质的运动。

提供这种传送件具有显著的优点，由于传送件，以集中方式引导和更加促进了由轴向输送方向和由转动壁形成的环形线运动。

此外，这些传送件也作为一个机械装置用于以集中方式输送，并且如果需要，用于粉碎任何夹杂的固体块。

在本发明的一个实施例中，设计成一个壁不动，另一个壁可转动。

这个方法按结构观点的优点是，两个壁中仅一个要动，因此，只需要对一个壁提供相应的驱动件。

在本发明的另一个实施例中，一个壁不动，另一个壁沿轴向可移动。

这还产生以下优点，附加的壁相互沿轴向可移动性的结构构型很简单。

在另外一个实施例中，可以转动的壁也同时可以沿轴向移动。

这个方法具有按结构观点的优点：可以相对于一个单壁来实现可转动性和轴向可移动性的方法。

在另外一个实施例中，依靠运送的待雾化介质本身来控制轴向可移动性。

这个方法使得有可能具有第一流道喷口间隙宽度的上述自身调节效果。

在本发明的另一个实施例中，设计沿轴向可移动性使得在不工作状态下，第一流道的喷口被封闭。

这个方法使得有可能在按结构观点为极简单的方式下，具有封闭第一流道喷口的效果，这在没有待雾化介质通过第一流道时确实发生。

在本发明的另一个实施例中，产生轴向可移动性来抵抗一个恢复力，恢复力把可移动壁移到喷口的封闭位置。

已经提到，可以利用重力作为恢复力，从而在直立喷管情形，由于相互的移动，重力使一个可移动壁移到封闭位置。

如果重力不足以或不能够实现这个运动，可采用其他控制件，例如依靠弹簧或其他元件来产生。

在本发明的另一个实施例中，设计壁的轴向可移动性，使得在不工作状态下，第二流道的喷口也被封闭。

这个方法的优点是，在不工作状态下两个喷口均被封闭。

这不仅具有上述无灰尘进入喷管的优点，而且具有不射出可能仍留在流道中的残余介质的优点，从而在运输或拆卸时这种残余量不会射出和造成污染。

在本发明的另一个实施例中，在雾化喷管头部外面，转动壁带着一个风扇，依靠它头部免除了在喷口区域中的任何黏附物质。

一个反复出现的问题是：由于在环绕液体间隙或喷射间隙的区域中，产生通常不能控制的次空气运动，造成出口头部的污染。由于很高的吹出速度，形成了真空区，它再次吸引刚喷射的散逸液滴，并且使它们沉积在出口头部上。因此造成结块或由喷射液体逐渐形成变干的固体。

此时提供风扇有可能保持这些关键区域免除黏附物质。因此本发明的壁的可转动性不仅可用于提供了喷管内最佳条件，而且这个转动可以同时用于防止物质黏附到头部外面。

这个方法具有结构上的优点：由一个结构简单的装置，确切说是一个中心的心轴来产生可转动的壁。

在本发明的另一个实施例中，传送件设计为转轮段。

这个方法的优点是：由此有可能特别均匀地促进被喷射介质的运动。

如果在上述中心的心轴外面上形成转轮段，则按结构观点可以非常简单地实现，并且可以达到特别有利和集中的运送。可以另外改变转轮段的长度和数量，即运送轮的数量及其截面形状，从而可以另外处理特别难的被喷射介质。

在本发明的另一个实施例中，通过一个压缩空气操作的马达来驱动心轴。

这个方法按结构观点的优点是：在任何情形下引导用于喷射被喷射介质的气体介质通过一个喷射喷管，即喷射喷管与通常为压缩空气的喷射空气源连接。因此这个空气的一部分也同时用于操作保证壁之间转动运动的马达。

在另一个优选实施例中，心轴插套在一个驱动轴颈上，轴颈容许心轴有某些轴向可移动性。

这个方法按结构观点具有特别的优点：根据这些尺寸，心轴可以同时转动和某种范围的轴向移动。

可以限制可移动性的程度，例如，依靠一个插入驱动轴颈的长孔中的连接横销。

在本发明的另一个优选实施例中，风扇位于心轴的头部上。

这个方法的优点是：同时也可在中心的心轴上实现这种有利的设计。

显然，不仅可以按照规定的组合方式，而且可以按照其他组合或单独方式来利用上述特性和以下要说明的特性，而不偏离本发明的范围。

附图说明

以下参照某些选择的实施例，并结合附图来更详细描述和说明本发明，其中：

图1表示了部分为纵向剖面的本发明雾化喷管第一实施例的侧视图；

图1a表示了图1右上角一个圆所限定区域的放大视图；

图2表示了图1雾化喷管转动90°的侧视图；

图3表示了相应于图1剖面的插图，为雾化喷管的另一个实施例，一个风扇装在头部；以及

图4表示了图3雾化喷管头部的端面。

图1和2说明的雾化喷管用编号10整体表示。

具体实施方式

雾化喷管10具有近似为杆形的喷管体12，在其一端，在图1和2图例中为下端，用法兰连接了一个马达14。

为环状或采取环状间隙形状的一个第一流道形成在喷管体12中。

这个第一流道16在侧面被一个内壁18所界定，内壁18是中心的心轴22的外表面20。

心轴22插套在马达14的直立环状驱动轴颈24上，为此，在心轴下端有一个相应的槽26。

结果是，在一方面，提供了在马达14和心轴22之间一个可转动的固定连接，即当马达14工作时，心轴22绕其纵向轴线70转动，轴线70同时也是雾化喷管10的纵向轴线。

另外，插套连接使得提供了心轴22某些轴向可移动性，以后结合操作来描述其意义和目的。

可以提供轴向可移动性或对轴向运动量的限制：驱动轴颈中切出一个垂直的长孔，它容纳一个横销，在槽26范围中把横销插入心轴22的径向孔中。

第一流道16在外面被外壁30界定，外壁30由喷管体12中一个连续中心孔34的内表面形成。在与马达14相反一侧，心轴22和喷管体12均以喇叭形方式分别变宽成一个扩宽区36和一个扩宽区28，从图1a看特别明显。

由此形成了一个近似水平方位的喷口40，形式为环绕360°的一个环状间隙42。

由于心轴22的轴向可运动性，可以改变环状间隙42的宽度，变化范围在0.1mm和0.25mm之间。

从图2看特别明显，第一流道16与一个侧向连接件44连接，从而通过这个连接件44，例如液体45的待雾化介质可以送入第一流道16，可以通过第一流道输送和可以通过环状间隙42射出。形式为心轴22外面两个转轮段46和46′的传送件48更促进了这个液体45的输送和传送，转轮的高度使得转轮近似相应于雾化喷管10内第一流道16的间隙宽度。

在所示实施例中，转轮46的轮廓使得转轮在它的面积上大致靠在中心孔34的侧面32上，当然，也可以为其他轮廓，例如圆或尖的转轮轮廓。

为了精细地雾化通过环状间隙42射出的待雾化液体或也可以是粉末的介质，提供了一个第二流道50。

这个第二流道50包围着第一流道16，并且通向喷口54中一个同向扩宽区52，喷口54同样为环状间隙56形式。环状间隙56设置成使得直接相邻于环状间隙42，在所示直立雾化喷管10的实施例中直接在第一环状间隙42之下。第二流道50的内侧由喷管体12界定和外侧由可转动套58界定。套58通过螺纹60拧入喷管体12。

从图2看特别明显，套58的外面设有一个定标62。

因此，转动套58，可以改变环状间隙54的间隙宽度。

第二流道52通过一个径向突出的连接件64与外部连接，通过它把为喷射空气65形式的气体介质引入喷管体12。

马达14设计为一个气压操作的马达，即把压缩空气67通过一个入口66引入，再通过一个出口68排出这个压缩空气67。

在工作时，由上述压缩空气控制和驱动马达14，从而心轴22转动。转动速度由待雾化介质的相关用途所决定，范围在每分钟1到1000转。由连接件44传送并通过环状间隙42挤出被喷射介质，例如用于颗粒化的被喷射黏性液体。液体也可以是外部熔化的介质。

依靠从第二流道50或从它的喷口54射出的喷射空气65，把挤出的液体喷射成细雾，喷射空气65通常在0.5到5.0巴的压力下。

这引起了一个相应水平方位的喷射饼或相应喷射锥，如图2中编号75所示。

如上所述，依靠转动套58可以改变射出喷射空气的环状间隙56的间隙宽度。

根据心轴22的轴向可动性，一方面依靠待雾化液体的预定液体压力，以及另外在某种程度上根据液体的固有性质，即其黏性或如乳胶、稀浆或粉末混合物的性质，自动地调节射出待雾化液体45的环状间隙42的间隙宽度。

如果雾化喷管10设计成一个如图1所示的直立喷管并且不再供应待雾化介质，则心轴22因重力而下落，同时自动地封闭环状间隙42或第一流道46，如图1a中双箭头所示。

从图1可看到，通过一个近似蘑菇形的头部80把心轴22与外面隔离。

可以发现，在实际应用时，如图2所示，在头部80外边缘区域80中，存在某些有问题的区域，在一个液体床的设备中，旋转的被喷射微粒或甚至固体微粒逐渐沉淀。这个区域在图2中用编号88表示。

图3和4说明了一个设计的变化方式，有关雾化喷管的构型与图1和2描述的实施例完全相同。

在头部80的外面另外安装了一个风扇82。

这个风扇82具有许多向后弯曲的离心风扇叶片84，它吸入从轴向管86排出的空气，在图4顶视图中看特别明显，从箭头89沿径向吹出这个空气。结果是，图2中编号88表示的关键区域被连续吹除，从而不发生固体或液体微粒的黏附或积累。

由风扇82吹出的空气可以另外用于伴随图2所示的喷射锥75的顶侧，即可以控制它，旋转它或利用它于其他目的。

与轴向管86吸入空气的来源有关，这个空气也可以用作一个“小气候”，例如为热空气形式，以保持作为熔化物供应的液滴尽可能长的熔化状态，从而甚至在离开喷管某些距离上，以仍为液体微粒方式涂敷这些被喷管喷射的微粒。

在上述的实施例中，第一流道16的一个壁，确切地说是外壁30不动，并且内壁18，确切地说是心轴22的侧面20可转动。

也可以设想，在运动学上实现相反或另外的方式，如果合适，两个壁设为均可以转动。

Claims (14)

1.一种雾化喷管，具有一个环状截面的第一流道(16)，用于引导待雾化的介质(45)，该第一流道被沿径向相互隔开的内壁(18)和外壁(30)限定并通入到一个第一环状喷口(40)中；以及具有一个第二流道(50)，用于引导气体的喷射介质(65)，该第二流道包围着第一流道(16)并同样通入到一个第二环状喷口(54)中，限定第一流道(16)的内壁(18)和外壁(30)绕着一个喷管纵向轴线(70)可以相互转动，其特征在于：所述内壁(18)设计为一可转动的中心的心轴(22)的外面(20)，一马达(14)连接于心轴(22)，所述马达(14)转动所述内壁(18)。

2.按权利要求1的雾化喷管，特征在于：所述内壁(18)和外壁(30)沿轴向也可相互移动，从而可以改变第一环状喷口(40)的间隙宽度。

3.按权利要求1或2的雾化喷管，特征在于：至少在相互转动壁的外壁(30)上设置了传送件(48)，该传送件控制了输送到第一环状喷口(40)的待雾化的介质(45)的运动。

4.按权利要求1的雾化喷管，特征在于：外壁(30)不动，内壁(18)设计成可转动。

5.按权利要求2的雾化喷管，特征在于：外壁(30)不动，内壁(18)可轴向移动，所述可轴向移动的壁同时也是可转动的壁。

6.按权利要求2的雾化喷管，特征在于：依靠传送的待雾化的介质(45)来控制内壁(18)的轴向移动。

7.按权利要求2的雾化喷管，特征在于：设计轴向可移动性使得在不工作状态下，第一流道(16)的第一环状喷口(40)被封闭。

8.按权利要求2的雾化喷管，特征在于：产生轴向可移动性来抵抗一个恢复力，该恢复力把可移动壁移到喷口的封闭位置。

9.按权利要求2的雾化喷管，特征在于：可轴向移动的内壁(18)设计成在不工作状态下，第二流道(50)的第二环状喷口(54)也被封闭。

10.按权利要求1的雾化喷管，特征在于：在雾化喷管(10)的头部(80)外面，可转动壁带着一个风扇(82)，依靠该风扇头部(80)免除了在第一环状喷口(40)和第二环状喷口(54)区域中的任何黏附物质。

11.按权利要求3的雾化喷管，特征在于：传送件(48)设计为转轮段(46，46’)。

12.按权利要求1的雾化喷管，特征在于：由一个压缩空气操作的马达(14)来驱动心轴(22)。

13.按权利要求1的雾化喷管，特征在于：心轴(22)插套在马达(14)的一个驱动轴颈(24)上，上述驱动轴颈容许心轴(22)有某些轴向可移动性。

14.按权利要求10的雾化喷管，特征在于：风扇(82)位于心轴(22)的头部(80)上。

Images