CN101287660B - 喷射装置 - Google Patents
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Abstract
一种喷射装置，该喷射装置包括容器接收部和开关部，其中，所述开关部包括具有绕线筒元件的螺线管开关，在该绕线筒元件内保持有所述螺线管的磁电枢，其中，在所述绕线筒的入口部和所述电枢之间保持有密封元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷射装置，具体地，本发明涉及但不限于用于喷射装置的开关装置。
背景技术
现有的喷射装置通常由保持在可动臂的下方的适当位置中的气雾剂容器构成。该可动臂可以通过定时器和马达控制，由此，在设定的时间间隔，所述臂移动并压下气雾剂容器的出口阀，以从所述气雾剂容器喷射材料喷雾。
这种类型的装置的缺点在于臂的移动必须通过相对较大的力进行，以确保启动气雾剂容器。但是，除非非常严格地控制公差，否则由于移动臂施加的力，气雾剂容器的输出杆的轻微的横向移动会损坏气雾剂容器。气雾剂容器杆可能折断而使喷射装置发生故障。
发明内容
本发明的目的在于解决上述缺点。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于喷射保持在加压容器中的芳香剂、杀虫化合物和/或消毒化合物的喷射装置，所述喷射装置包括容器接收部和开关部，其中，所述开关部结合有螺线管开关。
有利地，利用螺线管开关控制上述物质的喷射装置来提供与现有技术的装置相比优越的输出控制。
所述螺线管开关可以结合有弹性偏压件，该弹性偏压件可以是盘簧，优选为在处于伸展的未压缩结构时呈圆锥形(优选为截头圆锥形)的弹簧。优选的是，所述弹簧在处于被压缩的结构时呈螺旋状，优选在压缩时具有弹簧的单匝的深度。
有利地，使用圆锥形弹簧允许螺线管的电枢(所述弹性偏压件对其施力)自动对中。并且，所述圆锥形弹簧压缩成有利地较薄的捆(package)，以允许最小化螺线管磁路的气隙。
优选的是，所述弹性偏压件位于电枢中的凹口内，所述凹口的深度约为所述弹性偏压件被压缩时的厚度。优选的是，所述凹口位于电枢的端部。
所述螺线管可以结合有绕线筒元件，可以在该绕线筒元件上或围绕该绕线筒元件缠绕螺线管的线圈。所述绕线筒可以提供一框架，螺线管的磁路可以位于该框架上。
有利的是，所述绕线筒提供防漏设计，其仅具有入口端和出口端的开口。并且，所述绕线筒形成可固定有所述螺线管的其他零件的框架。
优选的是，所述绕线筒和磁路之间(优选围绕套筒中的出口开口)具有密封件。所述密封件优选为可变形或者适于在组装开关部时变形。优选的是，所述密封件在组装该开关部时变形。优选的是，所述密封件适于阻止流体从绕线筒的流道流出，所述流道优选位于螺线管的电枢和绕线筒的内部之间。所述密封件可以是环形。
所述磁路可以包括至少第一部分和第二部分。磁路的第一部分可以是U形的，其截面优选为大致方形的。所述第一部分可以结合开关部的出口开口。磁路的第二部分可以是适于封闭所述U形的第一部分的大致平坦的端部。磁路的所述第二部分优选具有开口(优选为中央开口)。优选的是，所述电枢突出到所述开口中。优选的是，所述开口接收所述绕线筒的一部分。优选的是，所述第二部分比所述第一部分厚。
有利地，所述第二部分的厚度减小了磁路的磁阻。
所述第二部分可以通过卷边部固定到所述第一部分，所述卷边部可以是所述第一部分的一部分。
所述第一部分优选在出口开口附近结合有导流件。所述导流件可以是槽，优选地，为了向所述开口引导流体，该槽可远离所述开口并优选在该开口的两侧延伸。所述导流件可以是可调整的，该调整可以通过相互啮合的螺纹把所述导流件固定到所述第一部分来实现。所述调整可以 调节输出喷射，例如使所述装置的喷射锥变宽或变窄。
所述绕线筒优选在绕线筒的流道中结合有入口开口。所述入口开口优选在流道的隆起部进入该流道。所述隆起部优选适于接收密封元件。有利地，所述隆起部使所述密封元件适于抵靠的截面积减小。优选所述密封元件为浮动密封元件。优选所述密封元件保持在所述电枢和所述隆起平台部之间。
所述容器接收部优选接收在绕线筒上或者位于绕线筒之上，优选的是，容器接收部的至少一个元件围绕该绕线筒。优选的是，所述容器接收部与所述绕线筒基本同轴。所述容器接收部有利地使螺线管开关与使用者插入或移除材料容器的动作相隔离。
优选的是，所述密封元件适于在达到约10bar(优选为约11bar，优选为约12bar，优选为约13bar)的压力下密封流道。
优选的是，所述电枢适于行进约0.1mm至0.6mm，优选行进约0.18mm至0.45mm。
优选的是，所述开关装置适于作用于粘度小于约15cP(优选小于约13cP，优选小于约11cP，优选小于或等于约10cP)的流体。
优选的是，所述线圈具有约100至300匝，并优选安培匝数约为250至500AT，优选为约300至450AT。
优选的是，在使用中，通过所述线圈的最大电流约为3A，优选为小于约2A。
优选的是，所述电枢的响应时间约为7ms，优选为约5ms，更优选为3ms。
根据本发明的另一方面，提供一种喷射装置，该喷射装置包括容器接收部和开关部，其中，该开关部包括具有绕线筒元件的螺线管开关，所述螺线管的磁路位于该绕线筒元件上或其周围。
根据本发明的另一方面，提供一种喷射装置，该喷射装置包括容器接收部和开关部，其中，该开关部包括具有绕线筒元件的螺线管开关，在该绕线筒元件内保持有所述螺线管的磁电枢，其中，在所述绕线筒的入口部和所述电枢之间保持有密封元件。
这里描述的所有特征可以与上述方面的任一个以任意组合方式组合。
附图说明
为了更好地理解本发明并说明如何实施本发明的实施方式，下面通过实施例的方式参考所附的示意图，其中：
图1为喷射装置的开关部的示意性剖视立体图；
图2为图1所示的开关部的框架和绕线筒部的示意性侧视图；
图3为图2所示的框架和绕线筒部的示意性正视图；
图4为处于关闭位置并附接有气雾剂罐的开关部的示意性剖视图；以及
图5为开关部处于打开位置的示意性侧视图。
具体实施方式
喷射装置的开关部10由下述的螺线管开关构成。气雾剂容器(参见图4)14的出口杆(outlet stem)12接收在开关部10的下开口16中。阀杆12通过O形环18和面密封元件20密封。O形环18和面密封元件由垫片23分开。面密封元件具有开口24，来自气雾剂罐14的材料可以通过该开口24。面密封元件20提供通向朝入口销孔28逐渐变细的腔26的通道。该入口销孔28通过主密封元件30密封，该主密封元件30通过可动的磁电枢32保持成与入口销孔28密封接合。
塑料绕线筒(bobbin)34提供其上设置有许多下述元件的框架。塑料绕线筒34形成腔26和入口销孔28。入口销孔28贯穿隆起的平台部36，这将在下面描述。
可动的磁电枢32位于塑料绕线筒34之内并可以在图1所示的箭头A的方向上上下移动(这将在下面描述)。塑料绕线筒34还为形成螺线管的一部分的铜绕组38提供位置。用于螺线管的磁路由位于塑料绕线筒34外侧上的上部铁框架40a和与该上部铁框架40a相接触的下部铁框架40b形成。铁卷边部40c是上部铁框架40a的一部分，用于把上部铁框架 40a、下部铁框架40b和开关部10的其余部分保持在一起。
一般地，开关部10为用于控制流体喷射的用电池供电的螺线管阀。开关部10设计成控制例如从气雾剂罐(其被预先加压并装配有连续型的排出阀)排出的流体。
开关部10由完整的绕线筒壳和气雾剂接口腔元件13构成，该完整的绕线筒壳具有利用电池(未示出)激励的通过电线圈绕组38的磁路。绕线筒34形成开关部10的框架，并且还提供从气雾剂容器14到开关部10的出口42的用于输送流体的通道。铜线圈38围绕该绕线筒34缠绕以提供磁激励。上部铁框架40a和下部铁框架40b固定在塑料绕线筒34上以完成磁路。在绕线筒34的底部具有销孔28，该销孔28提供气雾剂接口腔26和绕线筒壳34之间的连接通道。
主密封元件30在销孔28和形成柱塞的可动磁电枢32之间形成平坦的浮动密封。主密封元件30提供活动的销孔密封元件。在上部铁框架40a的中央设置有用于将流体排放到周围空气中的出口孔42。
更详细地回到开关装置的基部，开口16是气雾剂接口腔元件13的一部分并呈具有略微向外张开的开口的圆筒形，以更好地接收气雾剂罐14的杆12。杆12通过在开口16端部处的具有面密封元件20的面密封件和具有O形环18的O形环密封件来密封开关部10，该O形环18从开口圆筒16的内表面略微向内突出。设置这两种密封件以防止气雾剂罐14的内容物泄漏。
接口腔由塑料元件13形成，塑料元件13利用从绕线筒34穿过接口腔元件13伸出的钉15通过超声波焊接固定到绕线筒34。该伸出部布置在接口腔元件13的方形顶部的每个角部处。在相对的对角上的两个钉15大于另两个钉，设置成用于容易地定位接口腔元件13和绕线筒34。焊接确保下部铁框架40b固定在绕线筒34和下接口元件13之间。例如参见图2，上部铁框架40a和下部铁框架40b通过向铁卷边部40c的外边缘施加压力利用上述卷边而接合到一起。
使用中，开关部通过使气雾剂罐14的杆12如上所述接收在开口16中而固定到气雾剂罐14。气雾剂罐14具有连续排放型的阀，其中开关部 10压下杆12就意味着来自气雾剂罐14的材料自由地离开罐而进入到腔26中，直到主密封元件30。通过O形环18和面密封元件20防止材料从气雾剂罐泄漏到开口16之外。面密封元件20中的开口24允许来自罐的材料进入腔26并沿着入口销孔28直到主密封元件30。这样的优点在于由开关部10而不是气雾剂罐14的阀来完全控制排放。
如图4所示，主密封元件30被来自可动磁电枢32的压力向下偏压到隆起的平台部36上，该可动磁电枢32又被弹簧44向下推，这将在下面更详细说明。当没有电能供应到线圈绕组38时会出现这种结构。
当需要从气雾剂罐14排放流体时，向线圈38施加电流，这样由于磁感应而使可动磁电枢32运动到图5所示的结构。线圈38的电流方向选择成使得当施加电能时可动磁电枢32朝向开口42向上移动。从而，主密封元件30自由地从销孔28离开，这允许加压的流体从腔26进入到其中设置有磁电枢32的空腔，环绕磁电枢32的侧面朝向开口42而排出到周围大气中。下面将更详细地描述开关部10的进一步特征。
上述的磁路由U形的上部铁框架40a形成。上部铁框架40a与除了切去部分之外一般为方形的平坦的下部铁框架40b配合，以接收卷边部40c(参见图2)。下部铁框架具有中央开口，塑料绕线筒34的一部分接收在该中央开口中。可动磁电枢32突出到下部铁框架的开口中以完成磁路。下部铁框架40b设计成比上部铁框架40a厚，以使两个框架40a、40b和磁电枢32之间的磁阻最小化。下部框架40b中的中央开口是圆形的，以在下部框架40b和磁电枢32之间实现均匀的磁通耦合。
已知流体经过磁电枢32的侧面到达出口42，那么开关部中的磁性材料选择成确保它们与会通过开关部10的化学品相容。同样，该材料必须具有充足的相对磁导率以及机械强度和稳定性。框架部40a、40b、40c使用的磁性材料是涂覆有镍的软铁，电枢32使用的磁性材料是磁级(magnetic grade)不锈钢。
磁电枢32的上表面具有中央凹口43以接收弹簧44，使得电枢32和上部铁框架40a的内表面之间的间隙最小化。
选择用于绕组线圈的材料的设计特征是：为电枢32提供充足的电磁 力；可以通过标准的碱性电池驱动；以及考虑到电池的充足寿命。同样，绕组必须提供足够快的响应时间并且尺寸较小。考虑的设计选项的范围是具有约150-250匝的29或30规格线(gauge wire)。这提供了介于300到450之间的安培匝数值，并且最大电流小于2安培，响应时间小于5ms。通常使用AA型电池。
如上所述，上部铁框架40a包括导流通道。该通道允许来自气雾剂罐14的材料流环绕电枢32的顶部越过或通过弹簧44并通过出口开口42。
弹簧44在未压缩时呈圆锥形，当被压缩时呈配合在电枢32中的凹口43内的螺旋形。圆锥形设计的优点在于，当压缩时，弹簧仅具有一匝的深度，使得增加的额外高度最小化。这允许使用较小的凹口，与较大的凹口相比，较小的凹口有助于仅使磁路的总磁阻增加最小的额外值。使弹簧的直径小于电枢32的直径，这又提供了更好的磁路。弹簧44使电枢32只能轴向运动，且圆锥形提供了自动对中的弹簧，这使电枢32的不确定的径向运动最小化。凹口43的尺寸最小化，这有助于只为来自气雾剂罐14的流体的不希望的滞留提供较小的空间。但是，该滞留确实具有一些优点，因为某些滞留的流体会蒸发并留下一腔饱和的芳香空气，这意味着在下一次启动时，会存在装置的初始加强输出。
弹簧44提供介于100-150克范围内的力，当考虑弹簧44的时间常数时，在短的响应时间(如上述的小于5mm的响应时间)内需要约300克的力以逆着弹簧的力向上推动电枢32。当完全压缩后，弹簧的深度约为2mm。
如上所述，弹簧44的力向下推动电枢32，从而向下推动主密封元件30使其抵靠在隆起平台部36上，后者的形状为截头圆锥形。具有隆起平台部36的优点在于使主密封元件30应密封的表面积较小。由于被有效密封的面积较小，所以需要的来自弹簧的力较小。已经发现，主密封件密封隆起平台部36的密封压力达到13bar是有利的。这具有在各种类型的气雾剂罐14的整个应用压力范围上确保有效密封的优点。此外，设置在气雾剂过热时的失效保险机构。例如，当主密封元件30上的压力超过15bar时气雾剂可能爆炸，当然这不会发生在本装置中，在压力超过 13bar时，该装置会排气。此外，已知需要约300克的力，那么需要以最小的电能实现阀的开启。并且，给定通过上述设计可实现的有利的高密封压力，隆起的平台部36允许通过电池为该装置供电。
主密封元件30设计成在电枢32的底部和形成塑料绕线筒34的一部分的隆起平台部35之间浮动。考虑到主密封元件30在与气雾剂罐14中使用的某些化学推进剂接触时会三维膨胀，因此浮动设计是有利的。可选地，由于塑料绕线筒朝向主密封元件30的可选的突出部的存在，所以所产生的变形可能不会致使主密封元件30弯曲。突出部及其间对应的间隙的存在允许主密封元件30膨胀到突出部之间的间隙中。
根据最大变形、密封所需的压缩率、制造公差以及由电枢32所允许的运动量限定的允许的最大气隙选择主元件30的厚度。主密封元件30的基部处的气隙的尺寸介于0.18mm与0.45mm之间。该气隙限定了电枢32的行进量。具有介于上述尺寸之间的气隙的优点在于：允许从气雾剂罐14可靠地输送足量的流体；考虑到可接受的密封膨胀和压缩特性；运动量足够小，使得装置可以容易地通过电池供电；以及允许依据定时一致地喷射，这是因为小的行进量使得响应时间更容易管理。
入口销孔28根据下面的参数设计：气雾剂压力(通常介于3至10bar之间)与来自主元件的所需密封力的关系；必须根据密封元件30的压缩率与弹簧44施加的力的关系考虑密封硬度；此外，必须考虑密封公差与主密封元件30的厚度的关系，其(在上述化学侵蚀的作用下)肯定膨胀；最后，弹簧44的弹簧力与抵抗该弹簧力所需的电能的关系。
接口腔13为开关部10与气雾剂罐14的接口提供与绕线筒34分离的元件。这提供这样的益处，即，绕线筒34的操作不受气雾剂罐14的插入的影响，而且组装也更直接。从而，上述气隙的稳定性也得以保持。此外，实现了利用超声波焊接和定位销15结合开关部10的方便可靠的方式。定位销15位于绕线筒34的基部的四个角部处，并接收在气雾剂接口腔元件13的对应的开口中。在图1中可以看到销15从气雾剂接口腔元件13伸出，虽然该伸出部不是必要的。销15布置成使两个相对的角部处的两个销的直径略大于位于其他角部处的两个销。这有利地允许 气雾剂接口腔元件13相对于绕线筒34正确地定位。
设置整体式塑料绕线筒34的益处在于防漏的设计，这是因为绕线筒的仅有的开口位于其上端(该上端处为预定的材料出口)或下端(在该下端处材料通过销孔28)。并且，整体式绕线筒34使制造更容易且更便宜。在塑料绕线筒34的上侧上设置有围绕绕线筒34的顶表面的环形可压扁密封元件。该可压扁密封元件挤压上部铁框架40a的上部的内表面，以防止材料从气雾剂罐横向泄漏并进入到线圈38所处的区域。
绕线筒34使用的材料是POM、PA(有/无玻璃填充物(glass fill)和PPS)，所有这些材料对技术工人都很容易得到。这些材料保持机械上坚固，且它们在气雾剂罐中所包括的可能的加速器的冲击下而引起的变形处于可接受的范围内。进一步的标准包括温度稳定性、高湿度环境中的尺寸稳定性和强度稳定性以及用于生产销孔28的光洁度和可成型性。
主密封元件30使用诸如Buna(RTM)、Viton(RTM)、硅和Neoprene的材料。设计标准包括与可能通过主密封元件30的化学品的相容性、硬度和在化学侵蚀下的硬度变化、力压缩率关系、化学侵蚀作用下的最大尺寸变化和反复冲击作用下的疲劳特性以及温度稳定性。材料的硬度选择为肖氏硬度介于60-80度范围内的A级材料。
出口开口42可以设置为螺纹塞的形式，该螺纹塞可以螺纹拧入到上部铁框架40中，从而允许分别通过拧紧或拧松塞以减小或增大气隙的尺寸来调节气隙。
这里所述的开关部10与通常经过加压的材料容器一起使用，该材料可以是芳香剂、杀虫剂、消毒化合物等。
注意到同时或先于与本申请有关的说明书提交并与本说明书一起公开供公众检阅的所有文件和文献，这里通过参考引入所有这些文件和文献的内容。
本说明书中公开的所有特征(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，除了其中至少一些所述特征和/或步骤相互排斥的组合之外，可以以任意组合方式进行组合。
除非特别地以另外的方式说明，否则本说明书中公开的每个特征(包 括任何所附的权利要求、摘要和附图)可以利用可以实现相同、等同或类似目的的替换特征替换。因此，除非特别地以另外的方式说明，否则公开的每一个特征仅仅是等同或类似特征的一般系列的一个实施例。
本发明不限制为前述实施方式的细节。本发明延及在本说明书中(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)公开的这些特征中的任一新颖特征或者特征的任一新颖组合，或者延及如此公开的方法或过程的步骤的任一新颖步骤或者步骤的任一新颖组合。
Claims (12)
1.一种喷射装置，该喷射装置包括容器接收部和开关部，其中，所述开关部包括具有绕线筒元件的螺线管开关，在该绕线筒元件内保持有所述螺线管的磁电枢，其中，在所述绕线筒的入口部和所述电枢之间保持有密封元件。
2.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述密封元件为浮动密封元件。
3.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述容器接收部接收在所述绕线筒上。
4.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述容器接收部基本与所述绕线筒同轴。
5.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述容器接收部使所述螺线管开关与使用者插入或移除材料容器的动作相隔离。
6.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述密封元件适于在达到约13bar的压力下密封所述绕线筒的流道。
7.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述电枢适于行进约0.1mm至0.6mm。
8.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述开关装置适于作用于粘度小于约13cP的流体。
9.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述螺线管的线圈具有约100至300匝。
10.根据权利要求9所述的喷射装置，其中，所述线圈的安培匝数约为250至500AT。
11.根据权利要求1所述的喷射装置，其中在使用中，通过所述螺线管的线圈的最大电流约为3A。
12.根据权利要求1所述的喷射装置，其中，所述电枢的响应时间约为7ms。
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