CN105855079A - 旋转射流喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种喷嘴，其包括：壳体元件(2)，腔室(3)被限定在壳体元件(2)的内部，用于容纳流体；转子(12)，所述转子沿着纵向轴线(A2)延伸，转子(12)被设置在壳体元件(2)的内部，使得转子(12)的纵向轴线(A2)相对于壳体元件(2)的轴线(A1)倾斜，转子(12)具有导管(13)，容纳在腔室(3)中的流体能通过所述导管流出喷嘴(1).转子(12)绕壳体元件(2)的轴线(A1)可旋转地驱动，使得转子(12)的纵向轴线(A2)沿着圆锥表面运动.所述喷嘴还包括防漏装置(26)，用于选择性地关闭转子(12)的导管(13)，从而当喷嘴(1)不工作时，防止容纳在腔室(3)中的流体通过所述导管(13)流出。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转射流喷嘴，用于将流体射流分配在表面上，流体射流尤其是清洁液体的射流，例如水，以便清洁分配射流的表面.
根据本发明的旋转射流喷嘴能够特别地被用作喷水器的分配元件(例如在高压喷水机器中).根据本发明的旋转射流喷嘴特别适于专业用途。
背景技术
已知的旋转喷嘴包括壳体，转子安装在其内部，转子沿着相对于壳体的轴线倾斜的纵向轴线延伸.
在壳体的内部限定出腔室，其中，液体能够通过进口孔进入，且液体能够通过出口开口从腔室中流出.
该转子还设置有进口，存在于壳体中的液体可以通过该进口进入转子内部，转子还设置有出口，存在于转子内部的液体能够通过流过壳体的出口而通过转子的该出口离开至外部.
在操作过程中，液体进入限定在壳体内的腔室中，并使转子绕壳体的轴线旋转。腔室内存在的液体通过相应的进口进入转子中，随后通过流过转子的出口和壳体的出口开口从转子流出流向待清洁的表面.
上述旋转射流喷嘴的缺点是当喷嘴不工作时液体可能泄露.这是由于即便当液体不再被分配到待清洁的表面上时，一定量的液体也保留在腔室内部.特别地，存在于腔室内部的残留液体可以进入转子中并且通过转子的出口和壳体的出口开口从转子向外流出.
上述液体的泄露可能是麻烦的，因为机器的表面(喷嘴嵌入该表面中)或者待清洁的表面由于所述液体的泄露可能变得潮湿.
此外，在已知类型的喷嘴的操作过程中，存在于腔室内部的液体的压力保持转子与相对于壳体固定的支座接触.在喷嘴不工作的期间当腔室由于液体的泄露被排空时，转子从支座处分开.如果在该阶段，液体再次被送入到腔室内以执行清洁操作，则转子被朝向其支座推动，从而通过冲击抵靠支座，该冲击由于液体压力同样也相当严重。在长时期以后，这导致包括支座以及转子冲击支座的部分的磨损现象，在最坏情况下其可能引起喷嘴部件的破坏.
发明内容
本发明的目的是改进旋转射流喷嘴，特别是适于将流体(例如清洁液体)分配到待清洁表面上的喷嘴.
进一步的目的是提供一种旋转射流喷嘴，其能够防止或至少最小化已知的喷嘴不工作时在已知的喷嘴中产生的液体泄漏.
进一步的目的是一旦清洁操作被终止，减小再次弄湿已清洁表面或弄湿嵌入旋转射流喷嘴的机器的表面的风险.
另一个目的是提供一种旋转射流喷嘴，在旋转射流喷嘴中的磨损现象以及特别是由于转子和其支座之间的冲击导致的损坏的风险最小化.
根据本发明，提供了一种喷嘴，其包括：
壳体元件，腔室被限定在壳体元件的内部，用于容纳流体；
转子，所述转子沿着纵向轴线延伸，转子被设置在壳体元件的内部，使得转子的纵向轴线相对于壳体元件的轴线倾斜，转子具有导管，容纳在腔室中的流体能通过所述导管流出喷嘴；
其中，转子绕壳体元件的轴线可旋转地驱动，使得转子的纵向轴线沿着圆锥表面运动，其特征在于，所述喷嘴还包括防漏装置，用于选择性地关闭转子的导管，从而当喷嘴不工作时，防止容纳在腔室中的流体通过所述导管流出.
由于上述防漏装置，能够减小喷嘴不工作时产生的流体泄露.该防漏装置实际上允许形成在转子内部的导管在不工作期间关闭，因此防止容纳在腔室中的流体通过转子的导管流出，从而可能导致排空腔室.
以这种方式，由于喷嘴停止工作后或开始清洁操作前从喷嘴意外溢出的流体而使得具有喷嘴的机器表面变湿的风险降低.此外，使得由于流体被意外地从喷嘴释放而使已清洁的表面再次变湿的风险降低.
在一个实施例中，转子被过盈配合在壳体元件的内部，从而转子的分配尖端与相对于壳体固定的支座相接触，，并且转子的后端部与横向于所述壳体元件的轴线限定腔室的接触表面接触.
转子以这种方式压紧(pack)在上述支座和接触表面之间.因此，无论当腔室中流体的压力被降低，或者如果腔室完全排空，转子都不能从支座或从接触表面分开。然而，如前所述，由于防漏装置(当喷嘴不工作时转子的导管通过该防漏装置闭合)，后一种情况(即腔室的排空)在喷嘴的正常操作过程中并不发生.
因此防止转子和壳体元件之间的反复冲击，这使得磨损减小和改进喷嘴寿命。
附图说明
本发明将会参照附图更好地被理解和实施，附图中示出了本发明一个实施例的非限制性示例，其中：
图1的剖视图示出了旋转射流喷嘴；
图2是图1中的细节部“A”的放大视图；
图3是图1中的细节部“B”的放大视图.
具体实施方式
图1示出了旋转射流类型的喷嘴1，其适于将流体射流分配在表面上.喷嘴1特别地适于用在清洁装置中，在这种情况下，喷嘴1被设置为将清洁流体(例如水)分配到待清洁的表面上。
喷嘴1包括壳体元件2，在其内部限定了腔室3，腔室3适于容纳流体.壳体元件2沿轴线A1延伸，该轴线可以是壳体元件2的对称轴线.
壳体元件2具有第一端部5，在第一端部处形成有出口开口6，流体通过该出口开口流出.
壳体元件2进一步具有与第一端部5相对的第二端部7.闭合元件4接合在第二端部7中，闭合元件4被设置为在所述第二端部7的该侧封闭壳体元件2.闭合元件4可去除地与壳体元件2接合，例如，通过螺纹连接.密封环8可以置于闭合元件4和壳体元件2之间，密封环8适于防止流体泄漏.
闭合元件4设置有连接部分9，该连接部分适于连接到未示出的供给装置，该供给装置允许流体被供给到喷嘴1.供给装置可以包括例如水枪的软管.在所示的例子中，连接部分9包括螺纹部分.
空腔10在闭合元件4的内部限定而成，其适于容纳来自供给装置的流体。横向孔11使空腔10与腔室3流体连通，该腔室3限定在壳体2内。横向孔11(其作用在随后的部分中会被更好地公开)横向于(特别地垂直于)壳体元件2的轴线A1延伸.更具体地，横向孔11可以是相对于以轴线A1为中心的假想圆周切向地定向并位于垂直于该轴线的平面上的孔.
喷嘴1进一步包括设置在腔室3内部并沿着纵向轴线A2延伸的转子12，纵向轴线A2相对于壳体元件2的轴线A1倾斜.
转子12的内部形成有导管13，容纳在腔室3中的流体可以通过导管13向喷嘴1外部流动。导管13终止于在转子12的分配尖端15中形成的出口孔14中.分配尖端15被设置在分配转子12的一端并通过外部的、基本上半球形或截头圆锥形表面所限定.
喷嘴1进一步包括衬套16，转子12的分配尖端15接合在衬套中.分配尖端15特别地被设置为与衬套16的支座或支承表面接触，该支座或支承表面例如可以呈现截头圆锥形状。
喷嘴1还包括支撑元件17，其被安装在相对于壳体元件2的第一端部5的固定位置中，以便衬套16能够被支撑.密封元件18置于支撑元件17和壳体元件2之间，从而可以防止任意流体的损失.
衬套16和支撑元件17都是中心穿孔，使得导管13内存在的流体被允许通过流经出口孔14和出口开口6而向喷嘴1外部流动.
在喷嘴1的操作过程中，转子12绕所述壳体元件2的轴线A1可旋转地运动.特别地，转子12由通过流经横向孔11而进入腔室3的流体流可旋转地驱动.这样的流体流实际上具有切向分量，该切向分量作用在转子12与分配尖端15相对的后端部19上，从而使转子12绕轴线A1旋转地设置.在该旋转运动过程中，转子的纵向轴线A2沿轴线与壳体元件2的轴线A1重合的圆锥体运动.
转子12过盈配合在腔室3内.换句话说，转子12沿纵向轴线A2的方向测量的长度使得在绕轴线A1旋转的过程中，分配尖端15保持与在衬套16内形成的支座接触，同时后端部19被保持成与横向于轴线A1限定了腔室3的接触表面20接触.在所示的例子中，接触表面20是平的并垂直于轴线A1延伸.接触表面20特别地限定了闭合元件4的横向壁.
如图2所示，转子12可以设置有在后端部19突出的环形突起部或套环21，以便与接触表面20接触.环形突起部21使得转子12与接触表面20接触的区域的尺寸最小化，由此保持摩擦受到限制，当转子12转动时摩擦会变大.环形突起部21绕转子12的纵向轴线A2延伸。
在示出的示例中，环形突起部21在转子12的端部元件22中获得.端部元件22由侧向表面23限定，该侧向表面适用于在转子12旋转时靠在壳体元件2的内表面24上.侧向表面23由此用作导向表面，其保持转子12在围绕轴线A1的旋转运动中被引导.侧向表面23特别地成形为截头圆锥形表面，而内表面24的形状基本上为圆柱形.
转子12进一步包括中间元件25，其被设置在端部元件22和分配尖端15之间.
喷嘴1包括与转子12相连的防漏装置26，用于选择性地关闭导管13，从而当喷嘴1不工作时，防止流体通过导管13.在示出的例子中，防漏装置26设置在转子12的后端部19上.
防漏装置26可以包括阀，特别是单向阀，其适于当腔室3内的流体压力超过预设值时允许流体从腔室3朝向转子12的分配尖端15通过.因此，该阀是常闭的，以便转子12的导管13变成关闭，并且被转换到打开位置，以便使流体可以流过民管13，然后如上所述当腔室3内的流体压力超过预定值时离开.特别地，如图2所示，防漏装置26包括本体27，其容纳在转子12的内部，特别地在中间元件25和端部元件22之间.
防漏装置26还包括挡板元件28，其可在本体27内在如图2中示出的关闭位置和未示出的打开位置之间运动.在打开位置，腔室3与导管13流体连通，而在关闭位置防止流体从腔室3朝向导管13流动.
防漏装置26可以进一步包括弹性元件32，该弹性元件作用在挡板元件28上以将其保持在关闭位置.在所示的例子中，弹性元件32为(conform)位于挡板元件28和本体27之间的螺旋弹簧.
挡板元件28可以是蘑菇形的.特别地，挡板元件28可以包括位于头部30和柄部31之间的中间部分29.
柄部31的尺寸被设置成插入弹性元件32内部，从而弹性元件32稳定地定位在本体27的底壁和在挡板元件28上获得的台阶部之间.
头部30适于面向接触表面20并在所示示例中成形为球形帽，尽管可设置另外的几何形状.如在图3的细节部所示，在挡板元件28的关闭位置中，头部30向转子12的外部突伸通过形成在端部元件22内的孔35.孔35由环形突起部21环绕.
中间部分29具有比头部30和柄部31大的直径，以便朝着端部元件22径向突出，中间部分29被容纳在端部元件中.
在中间部件29和头部30之间，在挡板元件28中可以确定凸肩33，凸肩33适于抵靠在形成在转子12(特别是形成在端部元件22)中的抵接表面34上.特别地，凸肩33环绕头部30.
在端部元件22和本体27之间限定有多个通道36，该通道延续到形成在本体27和中间元件25之间的相应的另外通道37中.通道36各自具有相对于转子12的纵向轴线A2横向定向的第一部分以及平行于纵向轴线A2的第二部分.另外通道37各自具有平行于纵向轴线A2定向的起始部分和横向于该轴线定向、以便流入到导管13中的最后部分。
当挡板元件28处于打开位置时，通道36和附加通道37允许孔35与导管13流体连通.
在关闭位置，弹性元件32将挡板元件28推向接触表面20，由此使凸肩33抵靠抵接表面34；以这种方式孔35被关闭，从而防止容纳在腔室3中的流体到达导管13并因此从喷嘴1流出.
在打开位置，腔室3中的流体压力克服弹性元件32的阻力并将挡板元件28推到本体27中.挡板元件28的凸肩33从端部元件22的抵接表面34移开，腔室3内存在的流体可以通过流经孔35而进入到通孔36中，因此通过附加孔37，最终到达导管13，以便从喷嘴1中流出.
应该注意，挡板元件28的尺寸设置成使得在其关闭位置-就是挡板元件28从本体27突出更多的位置，头部30与接触表面20间隔开.换句话说，如图3中的细节部所示，在挡板元件28的关闭位置，转子12的环形突起部21与接触表面20接触，而在接触表面20和头部30之间，限定出预先确定的间隙.由此防止头部30和接触表面20之间的任何摩擦.
在操作过程中，流体根据预设的压力通过供给装置(未示出)被供送到喷嘴1内，该预设的压力能由操作员通过设置在喷嘴1上游且未示出的压力调节装置调节.特别地，流体进入闭合元件4的空腔10中并且从此处流体通过横向孔11流入到腔室3中。由于流体从横向孔11沿着切向方向流出，流体施加了这样的力到转子12上，转子12由于该力被设置为绕壳体元件2的轴线A1旋转.因此，横向孔11可以被认为是用于可旋转地驱动转子12的驱动器具，这是因为横向孔11允许流体从横向孔流过，以将推力施加到转子12上，这使得转子旋转.
流体通过流过孔11而到达腔室3，以便同样作用到挡板元件28上.腔室3中的压力逐渐增加，直到到达一个数值，在此基础上，由于腔室3内处于压力下的流体而作用到挡板元件28上的力足以克服元件32的弹性阻力.在该阶段，挡板元件28被切换到打开位置，凸肩33从抵接表面34脱离.因此腔室3内存在的流体可以通过流过孔35进入到转子12.该流体特别地流过限定在凸肩33和抵接表面34之间的空间，从这里流体到达通孔36和另外的通孔37.流体从另外的通孔37到达导管13，并且从转子12的分配尖端15流出.通过流过壳体2的出口开口6，流体流出喷嘴1以便到达待清洁的表面.
从转子12出来并因此从喷嘴1出来的流体射流基本上沿着转子12的纵向轴线A2定向。由于在转子12的旋转过程中，纵向轴线A2绕壳体元件2的轴线A1旋转，从转子12出来的流体射流是旋转射流，其表示形成了与流体射流接触的表面的增加的表面延伸范围.
当流体不再被送到喷嘴1内时，腔室3内的压力逐渐减小，直到压力不再足以克服用于保持挡板元件28处于其打开位置的弹性元件32的阻力.弹性元件32因此将挡板元件28向转子12外推动，直到弹性元件使得凸肩33抵靠在表面34上.在这一阶段，导管13被关闭，也就是说，导管不再与腔室3流体连通，流体不再向喷嘴1的外部分配.由于凸肩33与抵接表面34接触，实际上防止孔35内存在的流体到达通孔36.
当喷嘴1不工作时，也就是，当流体不再被供送到喷嘴1并且腔室3内流体的压力下降到预设值以下时，防漏装置26因此允许导管13选择性地关闭.因此在喷嘴1不工作期间，无论喷嘴被定位的方位如何，都防止来自腔室3并流过转子12向喷嘴1外部流动的任何流体损失.
此外，因为转子12的分配尖端15恒定地与相对于壳体元件2固定的衬套16接触，同时由于转子12的环形突起部21恒定地与接触表面20接触，在喷嘴不工作时期，防止腔室3内的流体通过在分配尖端15和衬套16之间流动而从喷嘴1流出.
制造转子12的部件的尺寸公差使得当环形突起部21与接触表面20接触时，分配尖端15被推靠在衬套16上，由此防止流体经过分配尖端15和衬套16之间.
以这种方式，当喷嘴1不工作时，从喷嘴1向外的任意流体损失最小并且实际上基本上被防止，这允许操作者去除在传统的喷嘴中遇到的许多缺陷.
此外，转子12保持与衬套16的支座接触，这并不是如现有技术中的喷嘴那样由于腔室3内的流体施加的压力，而是由于转子的尺寸以及特别地由于转子12过盈配合在壳体2的元件内.以这种方式，转子12沿着平行于纵向轴线A2方向的位置并不受到存在于腔室3内的流体压力的影响.当腔室3中的流体压力减小时，这就防止分配尖端15和衬套16之间的任何冲击，同样在腔室3完全排空的情况下(例如由于防漏装置26的破裂)也是如此。
Claims (13)
1.一种喷嘴，其包括：
壳体元件(2)，腔室(3)被限定在壳体元件(2)的内部，用于容纳流体；
转子(12)，所述转子沿着纵向轴线(A2)延伸，转子(12)被设置在壳体元件(2)的内部，使得转子(12)的纵向轴线(A2)相对于壳体元件(2)的轴线(A1)倾斜，转子(12)具有导管(13)，容纳在腔室(3)中的流体能通过所述导管流出喷嘴(1)；
其中，转子(12)绕壳体元件(2)的轴线(A1)可旋转地驱动，使得转子(12)的纵向轴线(A2)沿着圆锥表面运动；
其特征在于，所述喷嘴还包括防漏装置(26)，用于选择性地关闭转子(12)的导管(13)，从而当喷嘴(1)不工作时，防止客钠在腔室(3)中的流体通过所述导管(13)流出。
2.如权利要求1所述的喷嘴，其中，所述防漏装置(26)包括常闭阀，当容纳在腔室(3)内的流体的压力超过预设值时，所述常闭阀在打开位置可操作，从而打开转子(12)的导管(13)。
3.如权利要求1所述的喷嘴，其中，转子(12)包括：朝向壳体元件(2)的出口开口(6)的分配端部，用于向外分配来自导管(13)的流体；以及与分配端部(15)相对设置的后端部。
4.如权利要求3所述的喷嘴，其中，防漏装置(26)被设置在转子(12)的后端部(19)处。
5.如权利要求1所述的喷嘴，其中，转子(12)具有预设的长度，并且过盈配合在腔室(3)的内部。
6.如权利要求5所述的喷嘴，其中，转子(12)包括：朝向壳体元件(2)的出口开口(6)的分配端部，用于向外分配来自导管(13)的流体；以及与分配端部(15)相对设置的后端部，所述预设长度使得转子(12)的分配端部与相对于壳体(2)固定的支座接触，转子(12)的后端部(19)与横向于壳体元件(2)的轴线(A1)限定了腔室(3)的接触表面(20)相接触，所述支座特别地形成在衬套(16)上。
7.如权利要求6所述的喷嘴，其中，转子(12)的后端部(19)设置有朝 向接触表面(20)突出并且接触所述接触表面(20)的环形突起部(21)。
8.如权利要求1所述的喷嘴，其中，所述防漏装置(26)包括本体(27)以及挡板元件(28)，所述防漏装置(26)还包括容纳在本体(27)中的弹性元件(32)，用于将挡板元件(28)推靠在转子(12)的抵接表面(34)上，以便关闭转子(12)的导管(13)，当容纳在腔室(3)中的流体的压力克服弹性元件(32)施加到挡板元件(28)上的推力时，所述导管(13)能打开。
9.如权利要求8所述的喷嘴，其中，转子(12)具有预设长度，并且过盈配合在腔室(3)内，转子(12)包括：朝向壳体元件(2)的出口开口(6)的分配端部，用于向外分配来自导管(13)的流体；以及与分配端部(15)相对设置的后端部，所述预设长度使得转子(12)的分配端部与相对于壳体(2)固定的支座接触，转子(12)的后端部(19)与横向于壳体元件(2)的轴线(A1)限定了腔室(3)的接触表面(20)相接触，转子(12)的后端部(19)设置有朝向接触表面(20)突出并且接触所述接触表面(20)的环形突起部(21)，所述挡板元件(28)具有头部(30)，所述头部成形为球形帽并且容纳在转子(12)的孔(35)内，所述孔(35)被所述环形突起部(21)环绕。
10.如权利要求9所述的喷嘴，其中，所述环形突起部(21)相对于头部(30)突出，使得头部(30)与接触表面(20)隔开一距离。
11.如权利要求9所述的喷嘴，其中，所述挡板元件(28)包括环绕头部(30)的凸肩(33)，当防漏装置(26)关闭转子(12)的导管(13)时，所述凸肩适于抵靠所述抵接表面(34)。
12.如权利要求9所述的喷嘴，其中，所述喷嘴还具有限定在转子(12)和防漏装置(26)的本体(27)之间的多个通道(36，37)，用于使得孔(35)与转子(12)的内部流体连通。
13.如权利要求1所述的喷嘴，其中，转子(12)通过后端部(19)附近的侧向截头圆锥表面(23)界定，所述侧向截头圆锥表面(23)绕纵向轴线(A2)延伸，当转子(12)绕壳体元件(2)的轴线(A1)旋转时，侧向截头圆锥表面(23)的一部分被设置为与壳体元件(2)的内圆柱表面(24)相接触。
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