CN105531033A - 喷嘴梢以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种喷嘴梢(22)包括梢体(100)、梢件(102)和预穿孔件(104)。所述梢体具有沿通道轴线(AC)的流体通道(114)。所述梢件布置在流体通道内，并且具有终止于出口孔口(24)的台阶化的变窄的通路(124)。所述预穿孔件具有入口通路(112)，并且布置在流体通道内，邻接梢件并紧靠梢件的上游。梢件和预穿孔件在二者之间一起限定湍动腔室(106)。

Description

喷嘴梢以及制造方法
技术领域
本发明大体涉及流体喷射系统。更具体地，本发明涉及一种用于在喷射器的喷口处限定喷射样式的喷嘴梢以及用于制造该喷嘴梢的方法。
背景技术
流体喷射系统通常用于范围从工业装配到家用喷涂的多种多样的应用中。手持式喷射器可以由个人操作员使用，而自动化的喷射器通常用于机械化的制造过程。由所述系统喷射的流体遵循在很大程度上由孔的形状和尺寸限定的喷射样式。在一些情况下，喷射样式通常可能在喷射样式的边缘处或附近以条纹或尾迹的形式显示非均匀性，在所述条纹或尾部处沉积有更多的喷射流体。通常，通过以需要增大的功率和更多的结构上可靠的部件以及产生过喷(没有落在期望的待涂基板上的不期望的细喷射颗粒)为代价提高喷射压力能够降低或消除该缺陷。
发明内容
在第一实施例中，一种喷嘴梢包括梢体、梢件和预穿孔件。所述梢体具有沿通道轴线的流体通道。所述梢件布置在流体通道内，并且具有终止于出口孔口的台阶化的变窄的通路。所述预穿孔件具有入口通路，并且布置在流体通道内，邻接梢件并紧靠梢件的上游。梢件和预穿孔件在二者之间一起限定湍动腔室。
在第二实施例中，一种喷射装置包括：加压的喷射流体的源；喷口，所述喷口被布置为喷射所述喷射流体；以及喷嘴梢，所述喷嘴梢布置在喷口中以限定喷射样式。所述喷嘴梢包括：梢件，所述梢件具有出口孔；预穿孔件，所述预穿孔件具有入口孔；以及梢体，所述梢体围绕梢件和预穿孔件注射模制。预穿孔件布置在梢件的上游，并且梢体具有流体通道，所述流体通道被布置为输送喷射流体至预穿孔件。
在第三实施例中，一种用于喷嘴梢的制造方法包括：加工具有出口孔口的梢件；加工具有入口孔口的预穿孔件；在结合位置将所述梢件和所述预穿孔件夹紧在一起；以及围绕所述梢件和所述预穿孔件注射模制梢体，使得梢体包括沿通道轴线至入口孔口的流体通道和在出口孔口处沿通道轴线的出口开口。
附图说明
图1是流体喷射器的立体图；
图2是流体喷嘴梢的截面立体图；
图3a、3b和3c是流体喷嘴梢的梢件的不同实施例的截面图；
图4是图示流体喷嘴梢的制造方法的方法流程图；
图5是在根据图4的方法的装配过程中的流体喷嘴梢的截面图。
虽然前述附图提出了本发明的几个实施例，然而也可以设想到其它实施例，如在讨论中提到的。在所有情况下，本公开都是以展现而非限定的方式呈现本发明。应当理解，本领域技术人员可以设计许多其它修改例和实施例，它们本发明的范围和原理的精神中。附图可以不按比例绘制。
具体实施方式
本发明涉及一种喷嘴梢，所述喷嘴梢具有湍动梢件和锁定在二次模制的梢体中的预穿孔件。梢件和预穿孔件配合以在其间形成湍动腔室，并且梢件包括朝向出口孔会聚的湍动的台阶化的图形。二次模制的梢体捕获梢件和预穿孔件，而不需要附加的保持件或锚定部件或密封件。
图1是根据本发明的一个实施例的喷射器10、手持式流体喷射器的立体图。喷射器10包括主体12、源14、手柄16、扳机18、喷口20、喷嘴梢22(具有出口孔24)和22’、防护装置26、主阀28、基座30、电源线32和存储槽34。在图示的实施例中，喷射器10例如可以为用于与涂料、溶剂或其它流体一起使用电喷射装置。虽然喷射器10被示出为手持式装置，但是固定的或机器驱动的喷射器也可以利用本发明的喷嘴梢。
喷射器10的主体12包括泵送元件，所述泵送元件适于从源14朝向喷口20驱动流体，并且从喷嘴梢22的出口孔24排出流体。在图示的实施例中，主体12例如可以包括通过电源线32接收动力的电动的泵送元件。在替代的实施例中，主体12可以包括通过电池(未示出)供给动力的泵。手柄16为个人用户提供手持装置。当用户按压扳机18时，喷射器10通过主体12从源14中抽吸流体，并且通过喷口20排出该流体。扳机18例如可以致动主体12内的电或气动泵。虽然源14被图示为由主体12承载的大致圆柱形的流体容器，但是源14的替代实施例可以包括其它形状和尺寸的容器，以及可连接到外部流体供应装置的流体线或软管。源14例如可以为可弃置的涂料容器，例如收缩袋。主阀28可以在从源14喷射流体之前用于主体12内的主泵送元件。
喷口20容纳喷嘴梢22。喷嘴梢22例如可以为具有可插入到喷口20中以提供期望的喷射样式的大致圆柱形部分的可移除的元件，如下面参考图2进一步详细图示和描述的。喷嘴梢22包括出口孔24，一个磨削过或不然机加工过的窄孔，所述窄孔使喷射流体雾化并限定喷射样式。喷射器10可以接收各种喷嘴梢22，例如具有能够产生适于不同应用的不同的喷射样式的不同的出口孔24的喷嘴梢22和22’。例如当需要精准喷射时，产生宽的喷射样式的喷嘴梢22可以被置换为产生窄的喷射样式的喷嘴梢22’。在图示的实施例中，基座30为电源线32提供连接点，并且容纳用于一个所述储备或替代的喷嘴梢22’的存储槽34。喷口20被防护装置26，一个刚性的或半刚性的定位元件保护。在图示的实施例中，防护装置26为定位在喷嘴梢22的前方的椭圆形框架。
图2为喷嘴梢22的截面立体图。喷嘴梢22包括梢体100、梢件102和预穿孔件104。梢件102和预穿孔件104分别包括腔室表面108和110，它们共同限定湍动腔室106。梢件102还包括出口孔24，如上所示，并且预穿孔件104还包括唇部111和入口通路112。梢体100包括沿通道轴线AC布置的流体通道114、也沿通道轴线AC布置的出口开口116、后块118、前块120、卡口121和片122。
出口孔24具有磨削角并且产生喷射样式S。如上面参考图1所述的，喷嘴梢22例如可以为能够根据期望的喷射样式被置换掉的可移除的部件。就此目的，片122提供手柄支点以便于将喷嘴梢22插入喷口20中(参见图1)。在一些实施例中，片122可以使用卡口121将喷嘴梢22扭动或锁定就位，所述卡口例如可以结合防护装置26的内部槽(未示出)。
在所示出的实施例中，梢体100限定流体通道114，一个沿通道轴线AC定向的轴向通路。流体通道114从源14向预穿孔件104输送作业流体。梢件102和预穿孔件104的腔室表面108和110分别限定湍动腔室106的边界。腔室表面108是梢件102的上游表面，而腔室表面110是预穿孔件104的下游表面。来自流体通道114的流体通过预穿孔件的入口通路112进入湍动腔室108。在图示的实施例中，腔室表面108和110在形状上都为大致圆锥形或截头圆锥形，并且在相对的方向上变窄，并且湍动腔室108相应地为定位在梢件102和预穿孔件104之间的双圆锥形空腔。在图示的实施例中，预穿孔件104包括唇部111，一个引导流体沿着腔室表面110流动并且在装配过程中使预穿孔件104与梢件102对齐的环形脊部。
入口通路112为预穿孔件104中的限制流动的窄开口或孔。入口通路112和湍动腔室108增大作业流体的湍流性，降低出口孔24上的净的压力损失并且由此改善喷射样式S的均匀性。在一些实施例中，该增大的作业流体的湍流性可以促进减小或消除喷射样式S中不期望的“尾迹”(高度集中的条纹)。在出口孔24上降低的压力损失也允许喷射器10在较低压力下起作用，减小功率和结构需求。在一些实施例中，梢件102可以包括进一步的湍动特征，如下面参照图3a、3b和3c更详细地描述的。
梢件102和预穿孔件104被沿着腔室轴线AC稳固地保持在梢体100内。梢体包括后块118和前块120，后块和前块分别布置在预穿孔件104和梢件102的轴向上游和下游。后块118和前块120轴向地捕获梢件102和预穿孔件104，防止梢件102和/或预穿孔件104从梢体100中退出，例如在喷射压力下。后块118和前块120例如可以在注射模制梢体100时(参见图4和5以及相伴的描述)通过围绕梢件102和预穿孔件104模制梢体100形成，由此形成限制相对于梢体100的轴向(前或后)和径向移动的装配。在至少一些实施例中，梢体100直接接触梢件102和预穿孔件104，没有介于中间的元件。
梢件102的出口孔24限定具有喷射角度的喷射样式S。梢体100包括围绕出口孔24的出口开口116，所述出口开口被尺寸形成为防止污染并且通过使梢件102暴露在出口孔24周围而避免阻挡喷射样式S。
图3a、3b和3c梢件102，分别标记为梢件102a、102b和102c的三个进一步的(或替代的)实施例的截面图。所有三个梢件的实施例包括具有适于产生喷射图形S的磨削角的出口孔24。出口孔24例如可以为发散的开口，例如磨削的楔部或角切入梢件102a、102b和102c的下游壁中。所有三个梢件的实施例还包括一些形式的湍动腔室106、腔室表面108和出口通路124。
图3a的梢件102a示出了出口通路124a，该出口通路由多个具有从湍动腔室106a向出口孔口24会聚(即，直径下降)的台阶128的圆柱形部126构成。湍动腔室106a具有圆锥形或截头圆锥形壁，该圆锥形或截头圆锥形壁具有腔室表面108a，如上面参照图2所述。圆柱形部126和台阶128进一步使从湍动腔室106到出口孔的流体流动湍流化，减小了在出口孔口24上的压力损失。
图3b的梢件102b示出了出口通路124b，从湍动腔室106b向出口孔口24延伸的大致圆柱形的通道。湍动腔室106b为大致圆柱形的空腔，腔室表面108b为围绕通道轴线AC同心布置的大致环形的壁。
图3c的梢件102c示出了出口通路124c和湍动腔室106c。与出口通路124b类似，出口通路124c为从湍动腔室106c向出口孔口24延伸的大致圆柱形的通道。湍动腔室106c为具有环形凹部130以提升流体湍流性的向外展开的空腔。虽然在图3b或3c中未示出，包括大致圆柱形湍动腔室106的梢件102的实施例可以包括台阶化的出口通路124，如图3a所示。
梢件102(包括梢件102a、102b和102c)的所有示出的实施例包括腔室表面108，腔室表面形成湍动腔室106的一个侧面。湍动腔室106、出口通路24和它们之间的台阶界面都提升了流体湍流性，由此减小在出口孔口24上的不期望的压力损失。
图4为图示用于喷嘴梢22的制造方法200的流程图。图5为在根据方法200的制造过程中沿图2的截面线5-5截取的喷嘴梢100的截面图。图5图示了喷嘴梢22的梢体100、梢件102和预穿孔件104，包括用于出口孔口24的出口开口116和至预穿孔件102的通道115。图5还图示了各种制造工具(图2中未示出)，包括夹具组件300(具有夹具销302、夹具管304、孔夹具306和偏压弹簧308和310)和注射模具312(具有模具部分314和316)。
根据方法200，梢件102和预穿孔件104首先被加工(分别为步骤S1和S2)。梢件102和预穿孔件104例如可以由碳化钨或类似的刚性的基于粉末的材料形成。梢件102和预穿孔件104例如可以被铸成期望的形状并且被磨削或不然机加工以产生出口孔口24。
接下来，使用夹具组件300将梢件102和预穿孔件104一起夹紧在结合位置(步骤S3)。在图5示出的实施例中，夹具销302从下游方向固定预穿孔件104，而夹具管304和孔夹具306从上游方向固定梢件102。夹具销302可以为被偏压弹簧308偏压向预穿孔件104的大致圆柱形的杆。夹具销302包括保持件303，装配在入口通路102内部的轴向突起，允许夹具销302横向地以及沿着通道轴线AC与梢件102对齐轴向地定位预穿孔件104。夹具管304类似地定位并且相对于预穿孔件104保持梢件102，而孔夹具306被偏压弹簧310偏压向梢件102以在制造过程中相对于流体进口密封或覆盖出口孔24。梢件102和预开孔件104的替代的构造可能需要不同的用于夹具组件300的夹具装置。
一旦梢件102和预穿孔件104被夹紧就位，围绕梢件102和预穿孔件104组装注射模具312(步骤S4)。在图示的实施例中，注射模具312为包括模具部分314和316的两件模具。模具部分314和316例如可以为沿着分模线P分开的注射模具312的一半。在替代实施例中，注射模具312可以包括三个或更多个不同的部分。一旦模具部分314和316就位，将聚合物注射入注射模具312中以围绕件102和104形成梢体100，由此将件102和104保持在梢体100中(步骤S5)。在图示的实施例中，流体通道114通过夹具销302被限定在梢体内，并且出口开口116通过夹具管304被限定。一旦梢体100已经硬化，移除注射模具312，释放夹具组件300，并且从模制工具中移除喷嘴梢22(步骤S6)。然后完成的喷嘴梢22准备好以被使用。
方法200提供一种通过围绕梢件102和预穿孔件104二次模制梢体100的加工喷嘴梢22的便宜的手段。梢体100的二次模制捕获件102和104，而不需要附加保持件或锚定元件。梢件102和预穿孔件104一起减小了出口孔24上的压力损失，改善了喷射样式S的均匀性并且降低了喷射器10的功率和结构要求。
可能的实施例的讨论
下面为本发明的可能的实施例的非排他性的说明。
一种喷嘴梢，包括：梢体，所述梢体具有沿通道轴线的流体通道；梢件，所述梢件布置在流体通道内，并且具有终止于出口孔口的台阶化的变窄的通路；预穿孔件，所述预穿孔件具有入口通路，所述预穿孔件布置在流体通道内，邻接梢件并紧靠梢件的上游，以便在梢件和预穿孔件之间限定湍动腔室。
前述段落的喷嘴梢可选地可以包括，附加地和/或替代地，下述特征、构造和/或附加部件中的任一个或多个：
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述湍动腔室为双圆锥腔室，所述双圆锥腔室形成在预穿孔件的第一圆锥表面和梢件的第二圆锥表面之间。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述预穿孔件包括与第一圆锥表面结合的环形唇部。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述入口通路和所述第二圆锥表面围绕通道轴线同轴地布置。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述台阶化的变窄通路包括与通道轴线同轴布置的多个顺序的圆柱形的台阶，被设置为从最宽向出口孔口处最窄地会聚。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述梢体由聚合物形成。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述梢件和所述预穿孔件沿通道轴线被捕获在梢体的空腔内的两侧上。
一种喷射装置，包括：加压的喷射流体的源；喷口，所述喷口被布置为喷射所述喷射流体；以及喷嘴梢，所述喷嘴梢布置在喷口中以限定喷射样式，所述喷嘴梢包括：梢件，所述梢件具有出口孔；梢体，所述梢体围绕梢件注射模制，并且具有流体通道，所述流体通道被布置为输送喷射流体至梢件。
前述段落的喷射装置可选地可以包括，附加地和/或替代地，下述特征、构造和/或附加部件中的任一个或多个：
前述喷射装置的进一步的实施例，其中所述喷嘴梢还包括布置在梢件上游的预穿孔件，所述预穿孔件具有被布置为从流体通道接收流体的入口孔。
前述喷射装置的进一步的实施例，其中所述梢件和所述预穿孔件配合以在二者之间形成湍动腔室。
前述喷射装置的进一步的实施例，其中所述湍动腔室具有形成在梢件的第一圆锥表面和预穿孔件的第二圆锥表面之间的双圆锥形状。
前述喷射装置的进一步的实施例，其中所述梢件具有台阶化的通路，所述台阶化的通路从湍动腔室到出口孔变窄。
前述喷射装置的进一步的实施例，其中所述出口孔限定喷射样式。
一种喷嘴梢，包括：梢体，所述梢体具有沿通道轴线的流体通道；以及梢件，所述梢件布置在流体通道内，并且具有台阶化的变窄的出口通路，所述出口通路包括与通道轴线同轴布置的多个顺序的圆柱形的台阶，被设置为从上游端处最宽向出口孔口处最窄地会聚。
前述段落的喷嘴梢可选地可以包括，附加地和/或替代地，下述特征、构造和/或附加部件中的任一个或多个：
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述梢件由碳化钨形成。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，还包括布置在梢件上游的预穿孔件，所述预穿孔件具有被布置为从流体通道接收流体的入口孔。
前述喷嘴梢的进一步的实施例，其中所述梢件和预穿孔件配合以在二者之间形成湍动腔室。
一种用于喷嘴梢的制造方法，所述方法包括：加工具有出口孔口的梢件；加工具有入口孔口的预穿孔件；在结合位置将所述梢件和所述预穿孔件夹紧在一起；围绕所述梢件注射模制梢体，使得梢体包括沿通道轴线至入口孔口的流体通道和在出口孔口处沿通道轴线的出口开口。
前述段落的方法可选地可以包括，附加地和/或替代地，下述特征、构造和/或附加部件中的任一个或多个：
前述方法的进一步的实施例，其中注射模制梢体包括围绕夹紧的梢件和预穿孔件二次模制梢体，使得梢体限制梢件和预穿孔件在梢体内的移动。
前述方法的进一步的实施例，还包括在注射模制梢体之后松开梢件和预穿孔件。
前述方法的进一步的实施例，在结合位置将所述梢件和所述预穿孔件夹紧在一起包括使用夹具销沿通道轴线固定并对齐预穿孔件以及使用夹具管沿通道轴线固定并对齐梢件。
前述方法的进一步的实施例，其中夹具销限定用于注射模制的流体通道，并且夹具管限定用于注射模制的出口开口。
前述方法的进一步的实施例，其中加工梢件和预穿孔件中的至少一个包括磨削碳化钨基材料。
总结
本文所使用的程度的任何相对的术语或术语，例如“大致”、“基本上”、“通常”、“大约”等等，应当按照并附属于本文明确陈述的任何可适用的定义或限制理解。在所有情况下，本文所使用的程度的任何相对的术语或术语应当被理解为宽泛地包含任何相关的公开的实施例以及基于本公开的全部内容为本领域技术人员所理解的所述范围或变量，以便包含一般的制造公差变量、偶然的对齐变量、由热导致的对齐或形状变量、旋转或震动操作条件等等。
虽然已经参照示例性实施例(多个实施例)描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解在不偏离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等同物替代其元件。此外，可以在不偏离本发明的实质范围的情况下对本发明的教导进行许多修改以适应特定的情形或材料。因此，意在本发明不限于所公开的特定实施例(多个实施例)，而是本发明将包括落入所附的权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (23)

1.一种喷嘴梢，包括：
梢体，所述梢体具有沿通道轴线的流体通道；
梢件，所述梢件布置在流体通道内，并且具有终止于出口孔口的出口通路；
预穿孔件，所述预穿孔件具有入口通路，所述预穿孔件布置在流体通道内，邻接梢件并紧靠梢件的上游，以便在梢件和预穿孔件之间限定湍动腔室。
2.根据权利要求1所述的喷嘴梢，其中所述湍动腔室为双圆锥腔室，所述双圆锥腔室形成在预穿孔件的第一圆锥表面和梢件的第二圆锥表面之间。
3.根据权利要求2所述的喷嘴梢，其中所述预穿孔件包括与第一圆锥表面结合的环形唇部。
4.根据权利要求2所述的喷嘴梢，其中所述入口通路和所述第二圆锥表面围绕通道轴线同轴地布置。
5.根据权利要求1所述的喷嘴梢，其中所述出口通路为台阶化的变窄的通路，包括与通道轴线同轴布置的多个顺序的圆柱形的台阶，被设置为从湍动腔室处最宽向出口孔口处最窄地会聚。
6.根据权利要求1所述的喷嘴梢，其中所述梢件和所述预穿孔件沿通道轴线被捕获在梢体的空腔内的两侧上。
7.根据权利要求1所述的喷嘴梢，其中所述梢体由聚合物形成。
8.一种喷射装置，包括：
加压的喷射流体的源；
喷口，所述喷口被布置为喷射所述喷射流体；以及
喷嘴梢，所述喷嘴梢布置在喷口中以限定喷射样式，所述喷嘴梢包括：
梢件，所述梢件具有出口孔；
梢体，所述梢体围绕梢件注射模制，并且具有流体通道，所述流体通道被布置为输送喷射流体至梢件。
9.根据权利要求8所述的喷射装置，其中所述喷嘴梢还包括布置在梢件上游的预穿孔件，所述预穿孔件具有被布置为从流体通道接收流体的入口孔。
10.根据权利要求9所述的喷射装置，其中所述梢件和所述预穿孔件配合以在二者之间形成湍动腔室。
11.根据权利要求10所述的喷射装置，其中所述湍动腔室具有形成在梢件的第一圆锥表面和预穿孔件的第二圆锥表面之间的双圆锥形状。
12.根据权利要求8所述的喷射装置，其中所述梢件具有台阶化的通路，所述台阶化的通路从湍动腔室到出口孔变窄。
13.根据权利要求8所述的喷射装置，其中所述出口孔限定喷射样式。
14.一种喷嘴梢，包括：
梢体，所述梢体具有沿通道轴线的流体通道；
梢件，所述梢件布置在流体通道内，并且具有台阶化的变窄的出口通路，所述出口通路包括与通道轴线同轴布置的多个顺序的圆柱形的台阶，被设置为从上游端处最宽向出口孔口处最窄地会聚。
15.根据权利要求14所述的喷嘴梢，其中所述梢件由碳化钨形成。
16.根据权利要求14所述的喷嘴梢，还包括布置在梢件上游的预穿孔件，所述预穿孔件具有被布置为从流体通道接收流体的入口孔。
17.根据权利要求14所述的喷嘴梢，其中所述梢件和预穿孔件配合以在二者之间形成湍动腔室。
18.一种用于喷嘴梢的制造方法，所述方法包括：
加工具有出口孔口的梢件；
加工具有入口孔口的预穿孔件；
在结合位置将所述梢件和所述预穿孔件夹紧在一起；
围绕所述梢件注射模制梢体，使得梢体包括沿通道轴线至入口孔口的流体通道和在出口孔口处沿通道轴线的出口开口。
19.根据权利要求18所述的方法，其中注射模制梢体包括围绕夹紧的梢件和预穿孔件二次模制梢体，使得梢体限制梢件和预穿孔件在梢体内的移动。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括在注射模制梢体之后松开梢件和预穿孔件。
21.根据权利要求18所述的方法，在结合位置将所述梢件和所述预穿孔件夹紧在一起包括使用夹具销沿通道轴线固定并对齐预穿孔件以及使用夹具管沿通道轴线固定并对齐梢件。
22.根据权利要求21所述的方法，其中夹具销限定用于注射模制的流体通道，并且夹具管限定用于注射模制的出口开口。
23.根据权利要求18所述的方法，其中加工梢件和预穿孔件中的至少一个包括磨削碳化钨基材料。
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