CN101155645A - 有可更换的内部清洗刷组件的喷淋头 - Google Patents

有可更换的内部清洗刷组件的喷淋头 Download PDF

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Abstract

一种喷淋头类型的喷洒装置有细长的喷淋头带许多侧向间隔设置的喷嘴和支持在所述喷淋头内用于清洗所述喷淋喷嘴的入口孔的细长清洗刷装置。清洗刷装置包括轴向伸展的杆和许多刷元件，每个刷元件通过自我对准部件被安装在该杆上，自我对准部件有与该杆外圆周对应的弧形用于使刷元件的刷毛簇行以预定的关系对该杆的细长轴线定向。说明的刷杆装置包括许多刷杆段，每个在其轴向终端有自我对准的接头，从而使邻近杆段的连接自动使各刷元件相互以预定的角偏离关系定向。

Description

有可更换的内部清洗刷组件的喷淋头
相关申请的互相参考
这个专利申请要求获得在2005年2月9日提交的美国临时专利申请No.60/651,413号的权益。
技术领域
这个发明整体涉及喷淋头类型的液体喷洒系统，特别是涉及这样喷淋头用的内部清洗刷装置。
背景技术
在各种不同的工业应用中使用喷淋头类型的液体喷洒系统，通常将流体引入到某些类型的加工生产线上，如在纸浆和造纸厂中将清洗流体引入到滚筒上和在炼钢厂中把冷却流体喷洒到加工的金属上。这样的喷洒系统一般包括许多沿着头部侧向间隔安装的喷淋喷嘴装置，以便能在加工生产线上引入液体的水帘。由于单根生产线可以包括很多这样的喷淋头，所以这样的喷洒系统使用大量的清洗、冷却或其他加工处理的流体。因此，为了节省处理的流体，通常都是将流体排出液收集起来，过滤出在再循环过程中流体中的杂质和污染物，然后再利用该液体。尽管有过滤系统，但某些颗粒和其他物质仍可能流回到喷淋头中。经过一段时间，这就可能堵塞或阻碍流体经过头部上喷淋喷嘴的流动。
为了帮助洗净喷淋喷嘴，喷淋头可以包括细长的刷装置，它可以在头部内转动以便以喷淋喷嘴装置内除去任何杂质。刷装置通常包括细长的刷杆，在杆上设置许多刷子。在刷杆上按有规律交错的间隔设置刷子以便对喷淋头内部提供最大的覆盖同时使刷子造成的对经过喷淋头流体流动的影响最小。
例如由于过度磨损常常需要拆下和更换刷子和/或刷杆。不幸的是，在现场这可能是很难完成的。例如，为了确保正常操作，必须将刷杆和刷子精确地定位和对齐在喷淋头中。如果刷杆和刷子偏离中心，那么刷子就可能过度擦着头部的内壁从而阻碍或者甚至阻止刷装置的转动。但是，因为刷杆可能相当长，有40英尺或更长的长度并不是罕见的事，所以在现场可能是非常困难将刷杆和刷子恰当地定中心在喷淋头中，现场是没有任何专用的夹具来帮助对齐的工作。将能理解，对每次现场更换刷杆提供专用的夹具虽然简单但是不实际的，而且在任何时候都是费用高昂的。现场更换刷杆的另一个问题是，杆的长度使它很难搬运而且费用很大。
在现场仅更换刷子可能也很困难。刷子通常通过焊接固定在刷杆上。同时，为了保证刷子操作正常，必须将它们精确地相对刷杆的轴中心线定位。在工厂中最初制造喷淋头和刷装置时，一般使用专用的夹具来保证刷子的适当对齐。但是，象用专用的夹具定位刷杆一样，在每次现场更换刷子时使用刷子定位的特殊夹具是不实际的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种喷淋头，它有刷装置适合相对刷装置的轴线精确定位地有效安装，以便更可靠地操作。
另一个目的是提供一种有上述特征的喷淋头的刷装置，它适合很容易现场更换和修理而无需刷元件的特殊定位夹具和类似器具。
还有一个目的是提供一种上述类型的喷淋头，在头部中刷装置适合很容易运动和费用不高就能运到客户工地或现场位置。
在阅读下面的详细描述和参考附图之后本发明的其他目的和优点将变得很清楚，附图有：
附图说明：
图1是有按照本发明的刷装置的图示喷淋头的纵向剖面图，图中刷装置是马达驱动的；
图2是有刷装置的喷淋头另一个实施例的分解透视图，该刷装置通过手轮可以转动；
图3是图示喷淋头刷装置的一个刷元件的放大透视图；
图4和5分别是图3表示的刷元件的侧视图和端视图；
图6是图示刷装置的侧视图；
图7是图示刷装置的端部的侧视图；
图8是图示刷装置的各个刷杆段之间连接点的透视图，以分解的方式说明它的自我对准接头部件；
图9是从图6中沿9-9平面取的图示刷装置的放大垂直剖面图；
图10是一段图示刷装置的透视图，表示安装在刷杆段之间连接点处上的刷元件。
虽然本发明可以有各种修改和替代的结构，但某些它的说明性的实施例已经表示在附图中和在下面将要详细描述。但是，应该理解并没有打算将发明局限在公开的特定形式，而是相反，打算包含所有的落在本发明宗旨和范畴内的各种修改、替代的结构、和等价的方案。
具体实施方式
参考附图的图1，它表示示范性的喷淋头10，包括许多侧向间隔布置的喷淋喷嘴装置12。图示的喷淋头10在纸和钢加工处理应用中有特定的用途，从该头中喷出细长的液体水帘。从支持框架14用悬臂的方式支持图示的喷淋头10。将头部10的上游端连接到加压的液体供应源16而头部的下游端与排放管18连通。通过头部10的上游端引入的带压流体流过头部并从喷淋喷嘴装置12排出。为了引导流体喷淋，每个喷淋头的喷淋喷嘴12包括有排放孔板的喷淋头喷嘴。将每个喷淋头喷嘴安装在头部10下侧中各个喷嘴底座的接受凹槽或空穴内。在这种情况下，在头部10的下游端设置阀门20用于关闭到喷淋喷嘴装置12的液体流动。
为了便于喷淋喷嘴装置12的清洗，在图示头部10的内部设置清洗的刷装置22。清洗的刷装置22包括刷杆24，在它上面设置许多刷元件26。刷杆24可以是实心的元件，但是由于重量的考虑对相对长的杆来说优选的是中空的管。每个刷元件26包括常规的刷子，在这个案例中它包括从窄的细长支持件29上径向伸出的清洗毛簇27。在图示的实施例中，每个连续的刷元件26沿着杆24与前面的刷元件交错排列间隔120°，在轴向每个刷元件略为重叠(如1/2英寸)前面的刷元件以便确保完全覆盖喷淋头10的内部同时使由刷元件26造成的对流体通过头部流动的阻碍最小。
支持清洗的刷装置22在头部10内即可转动也可轴向运动以便能够除去塞满或堵塞流体到喷淋头喷淋喷嘴装置12流动通道的任何杂质或固体材料。因此，刷杆24有带螺纹的小齿轮段31，设置在固定于头部壳体内的螺母31a里面，如在2005年2月9日提交的美国专利申请系列号No.60/651,413所公开的那样，并转让给本申请的同一个受让人，公开内容插入这里作为参考。所以，当随着杆在一个方向上转动时，如在图1中所见小齿轮31在螺母31a中轴向移动到左边，使刷元件26以转动和轴向运动组合的方式移动跨过喷嘴12的入口端，从而毛簇除去任何塞满或堵塞清洗流体到喷嘴通道的杂质或固体材料。杆在相反方向上的转动使刷终端在相反的轴向上前进。在图1的实施例中，马达24驱动清洗刷装置22的运动。另一种是清洗刷装置22的转动可以如在图2中表示的实施例那样通过手轮30人工驱动。
按照本发明的一个方面，为了便于清洗毛簇27相对刷杆24从而也是对喷淋头10的适当对准，如在图3中所示，每个刷元件26有普通刷的自我对准底座部件32，当将刷元件放置到刷杆上时该底座部件将自动使毛簇合适地定向。如上所述，如果毛簇27不是合适地定向它们可能会过度擦着喷淋头的内壁从而使清洗刷装置22很难转动或甚至不可能转动。清洗刷装置最初的制造通常使用专用的夹具以便保证刷元件26的毛簇27合适地定向。但是在现场使用这样专用的夹具来更换磨损的刷子是不实际的。
根据本发明，自我对准底座部件32的构形是这样，当它们与刷杆24的外表面啮合时毛簇27相对刷杆的轴向中心线自动地适当对准。可将自我对准底座部件32简单地放置在刷杆24上然后将刷元件26焊接到位使毛簇适当地对准。从而不需要任何专用的夹具或辛苦地定位使毛簇合适地对准。因此，维修人员可以很快和很容易在现场更换磨损的刷子而无需将整个刷杆24运回到喷淋头或清洗刷装置的原始制造商。
在说明的实施例中，每个自我对准底座部件32包括多个(在这个案例中，是3个)弧形的鞍状构造部件34，可将刷元件26的刷支持件29连接到该部件上。每个鞍状部件34有与刷杆24的外径相匹配的内径。每个鞍状部件34应有足够的圆周长度以便能稳定地支持在刷杆24上而不会影响刷杆24上其他刷元件26的鞍状部件34。在这种情况下，每个鞍状部件34其圆周长度约为刷杆24外圆周长的1/4。
按照本发明的另一方面，为了便于现场更换刷杆24，刷杆可以有组合式结构，它包括如在图6中所示的多个刷杆段36。有利地，可将这些刷杆段36在现场装配成一根完整的刷杆。这就大大地减小了与运输更换的刷杆相关的难度、时间和成本，特别是对包含相对长的刷杆的应用。还有，为了不再需要专用的夹具将刷杆定中心在喷淋头内，每根刷杆段36包括一个或多个终端接头38，它与另一根刷杆段上对应的终端接头38啮合并能保持装配好的各刷杆段同心。接头38还保证各刷杆段36有所需的相互之间的旋转关系，从而使刷元件26所需的连续交错排列(在这个案例中，是120°)在将各段装配在一起之后得到保持。
在图6中说明的实施例中，它有3个刷杆段36a、36b、36c，第1刷杆段36a包括通过标准的销钉连接与马达或手轮相连的近端40。在第1刷杆段36a相反的远端42，装设有公接头结构的接头44，该接头有从刷杆段36a的远端中心向外轴向伸出的第1中心柱56和从第1段向外轴向伸出的第2偏心定位的柱48。中间段36b的近端50依次包括母接头52，它有中心凹槽54用于接纳公接头44的中心柱46和偏心定位凹槽56用于接纳公接头44的第2偏心柱48。将能理解，公和母接头44、52的偏心定位柱48和凹槽56这样设置，当公和母接头啮合连接时将使第1和中间的刷杆段36a、36b相互之间处在所需的旋转对准状态，以便保持各刷元件之间的连接120°交替排列。中间段36b的远端58有象在第1刷段远端的公接头44而终端段36c在其近端60有另一个母接头52。在刷杆段36各终端上的公和母接头44、52可以是连接在杆段中空终端的分离元件或者也可以是直接制造成形在杆段的各终端。一旦将各刷杆段36以合适的取向装配在一起，它们可以用任何合适的方法例如焊接固定在一起。将能理解可以使用任何数目的刷杆段。
在图6所示的实施例中，使用有自我对准底座32(图3)的刷元件来桥接不同刷杆段36之间的接缝。使用任何合适的方法如焊接可将刷元件和自我对准底座部件32在刷杆段36上紧固到位。在这方面，为了便于将刷元件26装配到刷杆24上，鞍状部件34的厚度优选地应近似等于刷杆24的壁厚。以这种方式，将鞍状部件34焊接到刷杆24上所需的热量将与把刷杆各段36焊接在一起所需的热量基本相同，对在现场进行刷子更换工作的维修人员来说这使焊接工作更加容易。
组合式刷杆并不局限于与自我对准的刷元件一起使用，也不局限于更换元件的应用。例如，组合式刷杆可以构造成仅支持无传统底座的刷元件。组合式刷杆也已经应用于喷淋头或清洗刷装置的原始设备制造商(OEM)。例如，可由OEM将刷杆段作为存货储存从而在工厂内用原始的设备而没有任何专用的夹具就可装配刷杆。
同样，尽管与图6的组合式刷杆相联系已经描述了有自我对准底座部件的刷元件，但对本发明所属技术领域的普通技术人员来说将能理解自我对准刷元件并不局限于使用在组合式刷杆上。与此相反，在使用普通的实心单件式刷杆的清洗刷装置中也可以使用有自我对准底座部件的刷元件。
从上述中，可以看到本发明的喷淋头有刷装置，其刷元件适合相对刷杆的轴线以精确定位的关系有效地安装在刷杆上以便更加可靠的操作。该刷装置还适合现场容易更换和修理而无需刷元件的特殊定位夹具和类似器具。刷装置还有组合式结构适合与刷元件以适当取向的关系互相容易装配和较少的运输到客户地点或现场位置的费用。

Claims (23)

1.一种喷淋头类型的喷洒装置，包括：
有许多侧向间隔设置的喷淋喷嘴的细长喷淋头；
可转动地支持在所述喷淋头内的细长清洗刷，用于清洗到所述喷淋喷嘴的入口孔；
所述清洗刷包括细长的轴向伸展的杆，该杆有许多在圆周上互相偏离地安装在所述杆上的刷元件；
所述刷元件每个有从支持件伸出的清洗毛簇的细长行；和
所述支持包括自我对准的底座部件，其构形与所述杆的外部构形互补，以便在将刷元件安装在杆上时使所述毛簇行相对所述杆的细长轴线按预定的关系定向。
2.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述杆有圆筒形横截面和所述自我对准底座部件有弧形的鞍状结构，其内径与刷杆的外圆周相匹配。
3.如权利要求2所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述自我对准底座部件有对应于约1/4所述杆的圆周长的圆周长度。
4.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述刷元件包括许多互相以轴向间隔关系设置的所述自我对准底座部件。
5.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述杆有中空的圆筒形结构，和所述自我对准底座部件有与所述杆基本相同的径向壁厚。
6.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中将每个刷元件的所述毛簇以相对细长的支持件向外伸出的关系安装，和将每个刷元件的所述细长支持件安装在至少一个所述的自我对准底座部件上。
7.如权利要求6所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中将每个刷元件的所述细长支持部件安装在许多所述自我对准底座部件上，这些底座部件以相对所述支持部件轴向间隔的关系设置。
8.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中将每个刷元件的所述毛簇以相对于所述杆的细长轴线平行的关系设置。
9.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述杆包括许多杆段，每段有至少一个刷元件安装在其上面，和每个所述杆段在其轴向终端有自我对准接头，邻近杆段的所述轴向自我对准接头可以啮合，以当装配自我对准接头时自动地使邻近杆段的刷元件相互以预定的角偏离关系定向。
10.如权利要求9所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述杆段的至少一个有公的自我对准接头，它包括从其轴向终端向外伸出的中心柱和从所述轴向终端轴向延伸与所述中心柱偏心的第2柱，和所述杆段的至少一个包括母的自我对准接头与所述的公接头匹配，母接头包括在其轴向终端的中心凹槽和在与所述中心凹槽同一轴向终端与所述中心凹槽偏心的第2凹槽。
11.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中将所述细长的支持件焊接在所述自我对准底座部件，和将所述自我对准底座部件焊接到所述杆。
12.如权利要求1所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述刷装配杆有小齿轮，设置当它转动时同时将轴向运动传给刷杆。
13.一种喷淋头类型的喷洒装置，包括：
有许多侧向间隔设置的喷淋喷嘴的细长喷淋头；
可转动地支持在所述喷淋头内的细长清洗刷，用于清洗到所述喷淋喷嘴的入口孔；
所述清洗刷包括细长的轴向伸展的杆，该杆有许多在圆周上互相偏离地安装在所述杆上的刷元件，所述刷元件每个有从支持件伸出的清洗毛簇的细长行；
所述清洗刷包括许多刷杆段每个有至少一个所述刷元件安装在其上面，和所述刷杆段每个在其轴向终端有自我对准接头，邻近刷杆段的所述轴向自我对准接头可以啮合，以当装配自我对准接头时自动地使邻近杆段的刷元件相互以预定的角偏离关系定向。
14.如权利要求13所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中所述刷杆段的至少一个有公的自我对准接头，它包括从其轴向终端向外伸出的中心柱和从所述轴向终端轴向延伸与所述中心柱偏心的第2柱，和所述杆段的至少一个包括母的自我对准接头与所述的公接头匹配，母接头包括在其轴向终端的中心凹槽和在与所述中心凹槽同一轴向终端与所述中心凹槽偏心的第2凹槽。
15.如权利要求13所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中每个所述刷杆段有中空的杆截面，和所述自我对准接头是固定在该杆段终端的分离的接头元件。
16.如权利要求13所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中将所述刷元件中的一个在各个邻接刷杆段之间以相对连接处桥接的关系安装在所述杆上。
17.用于喷淋头内清洗该头喷淋喷嘴入口孔的细长清洗刷，包括：
细长的轴向伸展的圆筒形杆，它有许多刷元件以相互在圆周上偏离的关系被安装在所述杆上；
所述刷元件每个有从支持件伸出的清洗毛簇的细长行；和
所述支持件包括自我对准的弧形鞍状结构，该结构有与所述杆的外径相匹配的内径，以便将刷元件安装在该杆上时使毛簇行相对所述杆的细长轴线以预定的关系定向。
18.如权利要求17所述的细长清洗刷，其中由许多相互轴向间隔设置的所述自我对准底座部件支持所述的每个刷元件，和所述自我对准底座部件每个有对应于约1/4所述杆的圆周长的圆周长度。
19.如权利要求17所述的细长清洗刷，其中所述杆包括许多杆段每个有至少一个刷元件安装在其上面，和所述杆段每个在其轴向终端有自我对准接头，邻近杆段的所述轴向自我对准接头可以啮合，以当装配自我对准接头时自动地使邻近杆段的刷元件相互以预定的角偏离关系定向。
20.用于喷淋头内清洗该头喷淋喷嘴入口孔的细长清洗刷，包括：
细长的轴向伸展的圆筒形杆，它有许多刷元件以相互在圆周上偏离的关系安装在所述杆上；
所述刷元件每个有从支持件伸出的清洗毛簇的细长行；和
所述清洗刷包括许多刷杆段每个有至少一个所述刷元件安装在其上面，和所述刷杆段每个在其轴向终端有自我对准接头，邻近刷杆段的所述轴向自我对准接头可以啮合，以当装配自我对准接头时自动地使邻近杆段的刷元件相互以预定的角偏离关系定向。
21.如权利要求20所述的喷淋头类型的喷洒装置，其中至少一个所述刷杆段有公的自我对准接头，它包括从其轴向终端向外伸出的中心柱和从所述轴向终端轴向延伸与所述中心柱偏心的第2柱，和所述杆段的至少一个包括母的自我对准接头与所述的公接头匹配，母接头包括在其轴向终端的中心凹槽和在与所述中心凹槽同一轴向终端与所述中心凹槽偏心的第2凹槽。
22.检修喷淋头类型的喷洒装置的方法，该装置有喷淋头带许多侧向间隔设置的喷淋喷嘴和细长的清洗刷，该刷有相互以圆周偏离关系安装在该杆上的刷元件，每个刷元件的毛簇从安装在该杆上的细长支持件伸出，方法包括以下各步：从杆上卸下用过的清洗刷元件，和在该杆上安装更换的刷元件，每个刷元件有弧形的鞍状结构底座部件其内径与该杆的外径匹配，当将刷元件安装到该杆上时使刷元件的毛簇行相对该杆的细长轴线以预定的关系定向。
23.如权利要求22所述的方法包括把更换的刷元件的自我对准底座部件焊接在该杆上。
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