CN100450634C

CN100450634C - 喷雾文丘里管和包括该文丘里管的装置

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Publication number: CN100450634C
Application number: CNB2004800110078A
Authority: CN
Inventors: K·班纳利克豪德加
Original assignee: Prolitec Inc
Current assignee: Prolitec Inc
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: AU2004218942A1; TNSN05217A1; WO2004080605A1; JP2006519691A; FR2852261A1; BRPI0408277A; EP1603683B1; DE602004025453D1; RU2005131428A; CA2518244C; CN1777480A; CA2518244A1; AU2004218942B2; KR100740924B1; MXPA05009812A; KR20050114233A; US20060219814A1; NZ574273A; BRPI0408277B1; ES2344983T3

Abstract

一种喷雾文丘里管(61)包括一液体供给导管(20)和压缩空气供给导管(10)，每一导管都具有处在喷雾区域(30)的一喷口，在喷雾区域来自空气导管的空气使来自液体导管的液体喷雾。本发明的文丘里管具有用于调节液体供给导管的喷口(25)相对于空气供给导管的喷口(15)的相对位置的调节装置(70)。在一个实施例中，该调节装置至少可调节液体供给导管的喷口的纵向位置和/或角度位置。这种文丘里管还较佳地包括一个自由空气供给导管，该导管有一个处在喷雾区域的喷口和一个开向外界的开口。

Description

喷雾文丘里管和包括该文丘里管的装置

技术领域

本发明涉及一种喷雾用的文丘里管和一种包括该文丘里管的装置。

本发明特别适用于液体扩散器件，例如用于香水、液体燃料等的喷散。

本发明的一个目的是达到把液体的精细微粒散布到空气中。

背景技术

应该指明的是：喷雾(nebulization)是指液体微粒的尺寸小于1微米，当扩散的液体微粒的尺寸在约1到10微米之间时是雾化(atomization)，而当它们的尺寸大于约10微米时是发雾(fogging)。

喷雾文丘里管是已知的，在其中，加压的空气把吸入的液体依靠文丘里效应喷射出去，液体被喷射并扩散成液体微粒的形式。每一个这种文丘里管都是通过加工一个或几个金属零件制成的，这些零件构成文丘里管的本体。这些文丘里管有制造上的差异，这使得各个文丘里管喷出的液体微粒流的方向和液体微粒的扩散角度互不相同。此外，没有任何文丘里管能够使喷射出去的液体微粒的尺寸是恒定的。因此，已经发现：在文丘里管喷出的微粒流中，尺寸大的微粒所占的比例相当大，这需要有特殊的措施把它们截留住。

最后，这样的文丘里管的唯一可调整的参数是充注文丘里管的空气压力。

发明内容

本发明旨在克服上述缺点。

为此目的，本发明的第一方面涉及一种喷雾文丘里管，它包括一个液体输送导管、一个液体进入导管以及一个加压空气进入导管，每个导管都有至少一个处在喷雾区域的喷口，在喷雾区域，从空气进入导管出来的加压空气使从液体输送导管出来的液体喷雾，其特征在于，这种喷雾文丘里管包括用于调整液体输送导管的喷口相对于加压空气进入导管的喷口的位置的调整装置，液体进入喷口不是回转对称于液体输送导管的轴线，并且，所述调整装置设计成至少能够调整液体进入喷口相对于液体输送导管的轴线的角度位置。

采用这些结构布置，由于通过调整液体输送导管的位置可以至少部分地补偿制造上的差异以及使被喷雾液体微粒流适用于各种应用场合，可以达到很好的喷雾重复性。此外，通过转动这一导管可以改变文丘里管的工作、文丘里管的输出和喷雾微粒的尺寸。

按照本发明的特点，上述调整装置设计成至少能够调整液体进入喷口沿着液体输送导管的轴线的纵向位置。

采用这些结构布置，至少能够调整被喷雾液体微粒的平均扩散角度。

按照本发明的特点，这种文丘里管包括一个自由空气进入导管，该导管有一个处在喷雾区域的喷口和一个开向外界的空气开口。

采用这些布置，可减少喷雾过程的空气消耗量，因而这种文丘里管的工作更经济。本发明人确实发现，除从空气进入导管的喷口进入的空气之外，来自自由空气进入导管的空气参与液体的喷雾，可提高喷雾程度，或至少可明显地增加喷雾物的输出。因此，本发明的文丘里管可以用小规格的压气机和小的供给空气流工作，功率消耗小，而且来自自由空气进入导管的空气可补充供给的空气流。

按照本发明的特点，这种文丘里管有一个位于喷雾区域下游的锥形腔。

采用这些结构布置，可使被喷雾液体微粒流从锥形喷口扩散开。

本发明还涉及包括诸如以上简述的文丘里管的喷雾器。

按照本发明的特点，这种喷雾器还包括一个分隔件，这个分隔件装在喷雾区域的出口处并且设计成能够挡住处于从所述喷雾区域出来的液体微粒流的外周部分的被喷雾液体微粒。

采用这些布置，处于被喷雾液体微粒流的周边的较大的被喷雾液体微粒被所述分隔件挡住，并可被回收到被喷雾液体容器里。

按照本发明的特点，这种文丘里管包括一个自由空气进入导管，该导管的喷口处在喷雾区域，并且这种喷雾器包括一个设置在这个自由空气进入导管的另一开口处的负压传感器和一个用于处理来自这个传感器并代表自由空气进入导管里的负压的压力信号的处理装置。

按照本发明的另一特点，负压传感器可以完全堵住空气进入导管，但是作为一种替代，可以仅是部分地堵住，这样，压力传感器本体可能产生较为明显或不太明显的空气充量损失。

采用这些布置，用负压传感器可以确定喷雾区域的液体输送导管处是否还有液体。对此，本发明人发现，当这一喷口里不再有液体时，由压力传感器感受的负压数值不同于在该喷口里有被喷雾液体时的负压数值。

信号处理装置能够发出声音报警、目视报警或远程传输报警，和/或能够把给文丘里管提供加压空气的压气机的电源切断。

按照本发明的特点，液体吸入导管还包括一个敞开的空气开口。这样，液体吸入导管可提供以上简述的自由空气进入导管的优点，也就是，可以降低空气消耗量，使这种文丘里管的工作更为经济。

附图说明

本发明的其它优点、目的和特点将在下面参照附图的说明中显现出来，各附图中：

图1是按照本发明的第一方面的第一特定实施例的文丘里管的剖面图；

图1a是图1中的一部分的放大详图；

图2是按照本发明的第一方面的第二特定实施例的文丘里管的剖面图；

图3是按照本发明的第一方面的第三特定实施例的文丘里管的剖面图；

图4是按照本发明的第一方面的第四特定实施例的文丘里管的剖面图；

图5是按照本发明的第一方面的另一特定实施例的文丘里管的剖面图；

图6和图7是按照本发明的另一方面的一个喷雾器的一个特定实施例的剖面图；

图8是图6中的一个局部的放大视图；

图9是一个包括一报警发生装置的喷雾器；

图10是本发明的一个特定实施例的喷雾器的过程流程图的一种示意的表示，这个喷雾器的过程是本发明的一个方面的主旨；

图11是适用于图6-9所示的各实施例的一个节流门的示意图；

图12是液体输送导管的喷口的一种替代形状的示意图，这种喷口可用于本发明的每一实施例中；以及

图13和14分别是用于放置本发明的喷雾器的箱子处于打开状态(图13)和关闭状态(图14)时的立体图。

具体实施方式

在图1-4中，分别表示出了文丘里管61到64，每个文丘里管都包括：一个文丘里管本体；一个空气进入导管10；一个用于输送被喷雾的液体的导管20；一个喷雾区域30，空气进入导管10的喷口15和液体输送导管20的喷口25都位于这个喷雾区域30里；一个自由空气导管40，它的喷口45也在喷雾区域30里。该喷雾区域30是成形在文丘里管本体里并且各个导管都伸进所述本体，更具体地说，所述各个导管是分别装配进文丘里管本体上制成的各个腔孔，各个导管的圆柱形外表面和对应的腔孔之间达到适当的密封。可以看出：液体输送导管20伸进成形为圆柱形腔室的喷雾区域30。还可看出：液体输送导管20可被制成为一包容的部分(containingpart)(即如图1所示的一外管)和以紧密配合或轻度紧密配合被安装在该包含的部分里的一被包容的部分(contained part)(即如图1所示的一内管)，喷口25位于该被包含部分的端部。这两个部分(即内、外管)的套接配合可使被包容部分(即内管)在包容部分(即外管)里滑动或不许滑动。

还可看出：喷口45是在垂直于导管40的纵轴线的几何平面内，喷口15是处在垂直于导管10的纵轴线的平面内。还可看出：导管10、20和40的纵轴线是相交在一起的，导管10的纵轴线垂直于导管40和20的纵轴线。还可看出导管40和20是轴向对准的。

空气进入导管10连接于一个供给加压空气的压气机(见图9)，加压空气的压力等于例如大气压力的一到十倍。液体输送导管20的一端连接于一个被喷雾液体容器(见图6、7和9)。在喷雾区域30里，空气进入导管10的喷口15和液体输送导管20的喷口25分别定位成依靠文丘里效应能够把液体吸入到喷雾区域30，在该区域从喷口15出来的空气流以众所周知的方式使被喷雾液体流变成液体微粒，流向喷雾区域30的出口50。

可以注意到：文丘里管61到64具有用于调整液体输送导管20的喷口25的位置的一调整装置70。通过纵向滑动和/或转动在文丘里管61到64里的液体输送导管20就可进行这种调整。为此，液体输送导管20可设置一段螺纹部分，并且文丘里管本体上的接纳孔制出与导管20的螺纹部分相配的内螺纹，把导管的外螺纹部分拧到文丘里管本体上的内螺纹里。用这种办法，通过转动导管20就可调整它的轴向位移。按照一个替代的实施例，液体输送导管20和对应的插装孔都是光滑表面的，这样，无需转动就可进行液体输送导管20的纵向调整。

用调整装置70调整喷口25的位置使能改变文丘里管61到64的工作参数，以便能够至少部分地补偿制造上的差异以及使被喷雾液体微粒流适用于各种应用场合。通过纵向移动喷口25，至少可以与空气进入导管10相关地调整被喷雾液体微粒流的平均扩散角度。

图1中，喷口15和喷口25互相接触，只是中间隔着导管25的厚度。另一方面，图2中，喷口25离开喷口15一段距离，这个距离与喷口25的直径处于同一数量级，就是在这一直径的一半到三倍之间。

在图3中，可以看到与图2中相同的结构要素，但是增加了从喷雾区域30沿轴向向外延伸的锥形孔75。图4中，可以看到与图3中相同的结构要素，但是从锥形孔75又向外延伸了一个圆柱形腔室80以作为分隔件，也就是横向地约束被喷雾液体微粒流。这样，一般处于液体微粒流的外周部分的较大的微粒将落在腔室80的圆柱形表面上，并且可使其在重力作用下回到喷雾区域，或者回到被喷雾液体容器(见图6-8)。

从图1到3可注意到：喷口25和45是布置在互相平行的两个几何平面内，并且喷口25是在垂直于液体输送导管20的纵轴线的几何平面内，而在图4中，可以看到，液体输送喷口25不是回转对称于液体输送导管20的纵轴线，喷口25的平面对导管20的纵轴线不是成90°角。在几个替代的做法中，这种回转不对称由导管20的非圆形状来体现。调整装置70可被设计成至少能调整液体输送喷口25相对于液体输送导管20的角度位置。转动液体输送导管20就可改变文丘里管64的工作。

或者，尽管各图中没有表示，但是喷口25的位置调整装置70也允许用众所周知的机械措施沿着喷口15的轴线调整喷口25和喷口15之间的距离，以调整喷口25和喷口15的轴线之间的距离和/或调整喷口25和喷口15的轴线之间的角度。

在图1到图4的每个图中，可以注意到：自由空气进入导管40以其喷口45结束于喷雾区域30，并且该导管的另一开口是在敞开的空气中，例如在被喷雾液体容器里(见图6到8)。自由空气进入导管40的在喷雾区域30里的喷口45的形状和位置使自由空气通过文丘里管效应或由于负压的作用被吸入喷雾区域30，由于喷口15喷射的空气流，这种负压形成在喷雾区域30的外周部分。本发明人注意到：与没有设置这一自由空气进入导管40的同样文丘里管相比，有自由空气进入导管40可以提高每一文丘里管61到64的效率。

图5中，可以注意到：文丘里管65包括一空气进入导管10、用于从一边输送被喷雾液体的一圆柱形导管85、在另一边的自由空气进口以及一喷雾区域30，而该喷雾区域30包括空气进入导管10的一喷口15和导管85的两个开口86和87。导管85被设计成可在文丘里管65的本体里的一圆柱形腔孔里滑动。以这种方式，可以用包括这一腔孔的调整装置70使导管85既可相对于其轴线转动又可沿着其轴线平移地滑动，这使得可以改变开口86和87相对于喷口15的位置，进而可调整文丘里管65的工作参数。除开口86和87之外，导管85的一端有一个敞开的空气开口以及另一端有一个在被喷雾液体容器里的开口。

开口86和87是圆的并且它们的直径实际上等于喷口15的直径。它们对称于导管85的纵轴线，因此，它们是径向相对的。

图6-8表示出一个被喷雾液体容器100和一被喷雾液体输送导管120，导管120由插进装在容器100里的液体里的一空心管121和插进文丘里管160里的一辅助导管122构成，所述辅助导管连通于导管120。文丘里管160通过一对中突缘(centering flange)161靠在容器100的端口上，该突缘161可与文丘里管本体制成一体或是一个单独的零件。一防盗环162装在容器100的上部并且通过在其上部的一锁环163靠在对中突缘161上。该防盗环162是以不可拆的方式连接在容器100上。此外，文丘里管160有一个盖帽164，空气进入导管110a和喷雾物排出导管195都成形在这个盖帽里。

用装配上去的一段接管110b把空气进入导管110a适当地延长了，这个接管110b应能承受加压空气例如压气机的压缩空气的压力。接管110b可以是垂向的，像图示的那样，或者向上伸或者向下伸，但是它也可以处于水平位置。

盖帽164是用螺钉连接于对中突缘161并且盖住防盗环162上的锁环163。每一螺钉从下向上穿过突缘161拧入盖帽164上制出的螺纹盲孔。由于这样的结构，螺钉头是在容器的里面或面对容器的内部，因而是不能随意接触到的。

由上可知：在把防盗环162固定到容器100上之后，就不能再拆下文丘里管，若不破坏这个环就不能接近容器的内装物。

所以，这一喷雾器可以是一次性使用的，在其容器里的液体耗尽之后，可将其合理地处置掉。

在初始装入容器里的液体用完之前和之后，为了防止任何外界异物进入这一喷雾器特别是它的容器，各个从外面通往喷雾器内部的导管可以设置关闭装置，诸如截止阀之类的东西。

文丘里管160包括：空气进入导管110，其连通于盖帽里的导管110a；辅助导管122；喷雾区域130，其中有空气进入导管110的喷口115和液体输送导管120的喷口125；喷雾区域130的出口150；辅助导管122的位置调整装置170；从喷雾区域的出口150延伸的锥孔175；以及从锥孔向外延伸的圆柱形腔室180。调整装置170包括一个细牙螺纹的螺钉。文丘里管160还可有一个有喷口145的自由空气导管140，而喷口145是处在喷雾区域130里。这一自由空气导管140将连通于设置在盖帽里的贯通导管140a。

在一种优选的设计中，被喷雾液体导管121的下端包括一个过滤器121a。这个过滤器浸在容器里的液体中。

自由空气导管或吸气导管140还有一个结构特点：设有一个用于安装负压传感器的开口142(见图9)。

在喷雾区域130里，空气进入导管110的喷口115和液体输送导管120的喷口125分别被定位成能够依靠文丘里管效应把液体吸入喷雾区域130，在该区域从喷口115出来的空气流，以众所周知的方式，使被喷雾液体流变成液体微粒，流向喷雾区域130的出口150。

本发明人注意到：与没有这一自由空气进入导管140的同样文丘里管相比，有自由空气进入导管140可以增加文丘里管160的输出。此外，由于这一吸气导管抽吸腔室180里的空气，来自文丘里管的流的一部分被重新注入喷雾区域，这使得可以增加离开腔室180的被喷雾液体流中的被喷雾液体微粒的浓度。

以本发明的一个方面所特有的方式，设有一个逸散开口190，从腔室180出来的被喷雾液体流通过这个开口190流出文丘里管160而进入液体容器100，并且液体容器100包括一个被喷雾液体微粒释放开口195，从逸出开口190出来的被喷雾液体微粒的一部分通过这个开口195流出容器100，因而喷雾的液体被扩散到这一喷雾器周围的大气中。

这样，较大的被喷雾液体微粒由于重力作用或由于它们的惯性落入容器100里，在其中它们又加入了被喷雾液体。

在一个优选的设计中，逸散开口190是指向容器里的液体的表面。

图9表示出一个喷雾器200，它包括一容器100、一文丘里管160、一压气机210、压气机210的一动力源220、一压力传感器230、一处理装置240、一报警信号发生器250、一声音发送器260、一指示灯270以及一计算机网络280。

压力传感器230安装在导管140的开口142上并发出代表喷雾区域130的外周部分里的压力(负压)的压力信号。处理装置240，例如一个电子插板(可以是微处理机型式的)、一个计算机或一个阈电路，接收压力传感器230发出的信号，并且根据这一信号的预定变化标准使报警信号发生器250发出报警信号，发给声音发送器260、指示灯270和/或计算机网络280。

压力信号的预定变化标准例如是：测得的压力低于阈压力，或者，在不到5分钟内测得的压力降低了至少10％。

本发明人的确发现：当喷口125里不再有液体时，由压力传感器230感受到的负压的数值不同于当该喷口里有被喷雾液体时的负压的数值。在图6到9所示的实施例中，当喷口125里不再有液体时测得的压力低于在喷口125里还有液体时测得的压力。

报警信号发生器250被设计成能发指令：由声音发送器260发出声音信号，例如用扬声器发出声音；由指示灯270发出目视信号，例如用发光二极管发光；和/或由计算机网络280发出报警信号，例如计算机系统用有线或无线连接连接于一个警示板。

处理装置还被设计成当检测到被喷雾液体已经没有了时能切断压气机210的电源。

图10表示出一个初始化步骤300，在这一步骤中，把一个文丘里管连接于被喷雾液体容器，使得可由这一文丘里管在容器内部喷射被喷雾液体微粒。

然后，在步骤310中，起动压气机，使被喷雾液体被吸入到容器内。

然后，对于在步骤310中吸入的液体的每一部分进行注入喷雾区域的注入步骤320，以及，进行把被喷雾液体微粒喷射进所述容器的喷射步骤330。

然后，在步骤340中，被喷雾液体微粒的一部分通过一个释放开口流出所述容器。

平行于步骤320和340，容器里的空气的一部分被吸入自由空气导管(步骤350)并且被注入喷雾区域(步骤360)。

平行于步骤320到360，在测量步骤370对喷雾区域里的压力进行测量，并且在处理步骤380对测量值进行处理。

按照一个优选的设计，在测量步骤370中，对带有一个在喷雾区域里的喷口的吸气导管里的压力进行测量，这个吸气导管可以还有一个例如在容器里的敞开的空气开口。

在处理步骤380中，每当测得的压力满足预定的变化标准时就使压气机停止工作并发出报警信号，就像上面参照图9解释的那样。

图11表示出一个有三个周边开口197的圆元件或分隔件196，可把这个分隔件较佳地插在一个突台上的逸散开口190里，而突台端面就是这一开口的端部，也就是对着喷雾腔室(见图6)。这一圆形元件的作用是挡住那些最大的被喷雾液体微粒，使它们变成大尺寸的液滴并在重力作用下落进容器100，这可防止容易形成被喷雾液体氧化的乳状液。

图12表示出喷口25(见图1到4)的一个替代形状26。

在这一替代形状中，喷口25的开口是非平面形状的，这个形状是由液体输送导管20的圆柱形状和围绕加压空气进入导管10的喷口的一个圆柱相交形成的，并且是以加压空气进入导管10为轴线。本发明人注意到：这一特定的形状26可使文丘里管61到64具有很高的喷雾效率。当然也可以用其它形状，例如三角形。

可把以上描述的喷雾器恰当地布置在一个起保护作用的并且内部有隔室的箱子里，如图13和14所示。可以看到：这个箱子有能锁住的关门卡板。箱子里的隔室之一可设计成用于放置本发明的喷雾器，而另一个隔室可设计成用于放置压气机。压气机的空气出口应通过一根软管或硬管连接于固定在第一隔室里的管座并且设计成能够接纳喷雾器的盖帽上的对应连接端。还应该设置一个用于放置喷雾器的电子装置的隔室。

在一个优选的设计中，为把喷雾器稳固地放置在箱子里而又容易把喷雾器拿出来，可给喷雾器配置一个锁定杆，把这个锁定杆设计成能够通过枢转而与安装在第一隔室里的两个固定栓相互锁住。

应该理解：在本发明的范围内，从等同的技术领域出发，可对本发明做出各种替代方案。

Claims

1.一种文丘里管(61到65，160)，它包括一个液体输送导管(20，85，120)和一个加压空气进入导管(10，110)，这两个导管都有至少一个喷口，所述喷口的端头伸进喷雾区域(30，130)，在这个喷雾区域从所述空气进入导管出来的加压空气使从所述液体输送导管出来的液体喷雾成微粒，其特征在于，所述文丘里管包括一调整装置(70，170)，该装置可用于调整所述液体输送导管的喷口(25，125)相对于所述加压空气进入导管的喷口(15，115)的位置，

所述液体进入喷口(25)不是回转对称于所述液体输送导管(20，85)的轴线，并且所述调整装置(70)被设计成至少能够调整所述液体进入喷口(25)相对于所述液体输送导管的轴线的角度位置。

2.如权利要求1所述的文丘里管，其特征在于，所述调整装置(70，170)被设计成至少能够调整所述液体进入喷口(25，125)沿着所述液体输送导管(20，85，120)的轴线的纵向位置。

3.如权利要求1所述的文丘里管，其特征在于，它还包括一个自由空气进入导管(40，140)，该自由空气进入导管具有一个敞开的空气开口和一个处在所述喷雾区域(30，130)里的喷口。

4.如权利要求1所述的文丘里管，其特征在于，它有一个位于所述喷雾区域(30，130)的下游的锥形腔。

5.一种包括一个如前面任一权利要求所述的文丘里管(61到65，160)的喷雾器(200)。

6.如权利要求5所述的喷雾器，其特征在于，它还包括一个分隔件(80，180)，该分隔件装在所述喷雾区域(30，130)的出口(50，150)处，并且被设计成能够挡住处于从所述喷雾区域(30，130)出来的液体微粒流的外周部分的被喷雾液体微粒。

7.如权利要求5或6所述的喷雾器，其特征在于，所述文丘里管包括一自由空气进入导管(140)，该导管的喷口在所述喷雾区域(130)里，并且所述喷雾器包括一个设置在所述自由空气进入导管(140)的另一开口(142)处的负压传感器(230)和一个用于处理来自所述传感器且代表所述自由空气进入导管里的负压的压力信号的处理装置(240)。

8.如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述信号处理装置(240)是设计成能够发出声音报警、目视报警或远程传输报警，或者能够把给所述文丘里管提供加压空气的压气机的电源切断。

9.如权利要求7所述的器件，其特征在于，所述自由空气进入导管(140)还包括一个敞开的空气开口(141)。

10.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述自由空气进入导管(140)还包括一个敝开的空气开口(141)。