CN106457295A - 自排气喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了自排气喷嘴和喷嘴附接件，所述自排气喷嘴和喷嘴附接件适于将流体中夹带的气体排到大气中。所述喷嘴或附接件包括喷嘴入口端、喷嘴出口端、喷嘴壁、和一个或多个排气通道，所述喷嘴壁在所述喷嘴入口端与所述喷嘴出口端之间延伸并且具有限定流体管道的内表面，所述流体管道围绕喷嘴流动轴线，所述一个或多个排气通道在所述流体管道与所述大气之间提供流体连通。本发明还描述了喷嘴系统以及分配流体方法，所述喷嘴系统包括自排气喷嘴和分配器，所述流体中夹带有气体。

Description

自排气喷嘴
背景技术
通常使用将流体出口延伸至容器更远处的一体喷嘴或喷嘴附接件来将粘合剂、密封剂和其它流体从容器中分配出来，从而使使用者可以准确地将流体分配到由于堵塞而很难进入的区域。
当流体进入不通气的喷嘴附接件时，随着流体先从喷嘴附接件中排出，有时候会有气泡滞留在喷嘴附接件中。当继续分配流体时，该滞留空气可能被带入到流体流中，导致所分配流体中出现一个或多个气泡，这些气泡可致使所分配流体出现外观或性能缺陷。这种现象在分配低粘度流体时更为常见。
因此，存在对以下分配喷嘴和喷嘴附接件的需求：分配喷嘴和喷嘴附接件可实现以避免所分配流体中出现气泡的方式准确分配流体，包括低粘度流体。
发明内容
本文所述的自排气喷嘴适于将流体中夹带的气体排到大气中，由此防止所夹带的气体与所分配流体一起被分配出来，使流体可以在不夹带气体或气泡的情况下从自排气喷嘴中分配出来，从而防止所分配流体出现外观或性能缺陷。
在一个或多个实施方案中，提供了一种自排气喷嘴，适于将流体中夹带的气体排到大气中，该喷嘴包括喷嘴入口端和喷嘴出口端。喷嘴壁在喷嘴入口端与喷嘴出口端之间延伸。该喷嘴具有限定流体管道的内表面，该流体管道围绕喷嘴流动轴线。该喷嘴也具有一个或多个在流体管道与大气之间提供流体连通的排气通道。
在一个或多个实施方案中，自排气喷嘴还可包括配合部分，该配合部分适于与分配器连接。在一个或多个实施方案中，该配合部分设置在内表面上。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道沿着喷嘴的内表面延伸。
在一个或多个实施方案中，该喷嘴还包括外表面，其中配合部分设置外表面上。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道沿着外表面延伸。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道沿着配合部分的至少一部分延伸。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道包括内表面中的沟槽。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道包括外表面中的沟槽。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道在与流动轴线基本平行的方向上伸展。
在一个或多个实施方案中，该喷嘴还包括设置在出口端与配合部分之间的第一非配合部分。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道沿着第一非配合部分的至少一部分延伸。在一个或多个实施方案中，该喷嘴还包括设置在配合部分与入口端之间的第二非配合部分。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道沿着第二非配合部分的至少一部分延伸。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道通过喷嘴壁从内表面延伸至外表面。
在一个或多个实施方案中，该喷嘴还包括设置在入口端上游的自动混合组件。
在一个或多个实施方案中，该自排气喷嘴包括第一喷嘴部分和第二喷嘴部分，并且其中喷嘴出口端位于第一喷嘴部分上，喷嘴入口端位于第二喷嘴部分上。在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道位于第一喷嘴部分与第二喷嘴部分之间的界面处。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道适于使粘度不大于500,000mPa.s的流体通过。
在一个或多个实施方案中，一个或多个排气通道的有效横截面积为6.4×10-5cm2至0.65cm2。
在一个或多个实施方案中，提供了一种喷嘴系统，所述系统包括如本文所述的自排气喷嘴和分配器。在一个或多个实施方案中，该分配器包括出口端口，该出口端口适于与自排气喷嘴的配合部分连接。在一个或多个系统实施方案中，该分配器布置在自排气喷嘴的上游。在一个或多个实施方案中，该分配器包括混合头。在一个或多个系统实施方案中，该混合头为动态混合头。在一个或多个实施方案中，该混合头为静态混合头。
在一个或多个实施方案中，提供了一种流体分配方法，该流体中夹带有气体，该方法包括：提供如本文所述的自排气喷嘴；以及通过自排气喷嘴分配流体；其中当通过自排气喷嘴分配流体时，所夹带的气体通过自排气喷嘴中的排气通道逸出到大气中。在所述方法的一个或多个实施方案中，流体可进入排气通道但是不通过排气通道逸出到大气中。在所述方法的一个或多个实施方案中，该方法还包括在自排气喷嘴上游将两种或更多种组分进行混合以形成流体。在所述方法的一个或多个实施方案中，流体粘度不大于500,000mPa.s。
以上发明内容并非旨在描述本文所述的贮存器以及相关排气组件的每个实施方案或每种实施方式。相反，参考下列具体实施方式和权利要求书并参照附图，将会清楚并认识到本发明的更完整的理解。
如本文所用，词语“喷嘴”和短语“喷嘴附接件”可互换使用。相似地，短语“自排气喷嘴”和“自排气喷嘴附接件”在本文也可互换使用。
如本文所用，词语“流体”可包括任何可流动的物质，诸如液体、悬浮液、乳液、胶质物、糊状物、凝胶剂、可流动固体(例如，可流动颗粒流)等。
如本文所用，词语“气体”或“空气”可互换使用。
如本文所用，术语“大气”意指围绕在制品或组件周围的主要外在空气，并且可包括除了如本文所述的排放通道和流体管道以外的任何气体或液体介质。
除非上下文另有明确说明，在此以及所附权利要求书中所用的单数形式“一”、“和”以及“所述”包括复数对象。因此，例如，“一个垫圈”包括多个垫圈(除非另外明确指明)和本领域技术人员已知的等效件。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中用来表示成分的数量和粘度等所有数字在任何情形下都应理解为由术语“约”修饰。因此，除非另有相反说明，下列说明书和所附权利要求中提及的数值参数均为近似值，这些近似值可随着本发明试图获得的期望特性的变化而变化。在最低程度上，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求书的范围的情况下，至少应根据所报告的有效数位并通过应用惯常的舍入技术来解释每一个数值参数。
虽然在本发明的广泛范围内所示的数字范围和参数为近似值，但具体实施例中所示的数值会尽可能准确地报告。尽管如此，在各自测定过程中产生的标准偏差不可避免地导致任何数值固有地包含某些误差。
附图说明
图1A是本文所述的自排气喷嘴的一个例示性实施方案的等轴视图。
图1B是图1A的自排气喷嘴的一个剖视图。
图1C是图1A的自排气喷嘴的另一剖视图。
图2A是本文所述的喷嘴系统的一个实施方案的等轴视图。
图2B是图2A的喷嘴系统的等轴视图，该系统在分解构型中示出。
图3A是图2A的喷嘴系统的一部分的放大等轴视图，该视图沿图2A中的3A所截取。
图3B是图3A的喷嘴系统的一部分的一个剖视图。
图3C是图3A的喷嘴系统的一部分的另一剖视图。
图4A是本文所述的喷嘴系统的一个实施方案的放大剖视图，该视图在喷嘴系统第一次运行期间所截取。
图4B是图4A的喷嘴系统的放大剖视图，该视图在喷嘴系统第二次运行期间所截取。
图4C是图4A的喷嘴系统的放大剖视图，该视图在喷嘴系统第三次运行期间所截取。
具体实施方式
在以下示例性实施例的说明中，参考作为本文一部分的附图，并且其中通过举例说明的方式示出了具体实施例。应当理解，在不超出本发明的范围的前提下，可以利用其它实施方案并且可以进行结构改变。
本发明整体涉及用于分配流体的喷嘴的技术领域。更具体地，本发明涉及用于分配流体的装置和方法，该流体中夹带有气体。
当分配流体时，例如，粘合剂、密封剂或其它流体，通常使用喷嘴或喷嘴附接件来控制流体的分配并实现准确涂敷。喷嘴或喷嘴附接件通常使流体可以从分配容器更远处排出，使得流体可以分配到很难进入的区域或要求准确分配的区域。通过不通气的喷嘴或不通气的喷嘴附接件进行流体分配可产生以下问题：随着流体先从喷嘴或喷嘴附接件中排出，空气或气体气泡可滞留在喷嘴或喷嘴附接件中。在流体分配期间，该滞留空气或气体可能被带入到流体流中，导致一个或多个空气或气体气泡滞留或夹带在所分配流体中。这些滞留或夹带的空气或气体气泡可致使所分配流体出现外观或性能缺陷。这种现象在分配低粘度流体时更为常见。
本发明的自排气喷嘴和喷嘴附接件的目的是：提供用于排出所夹带气体或空气气泡的排出口。在一些实施方案中，可以朝喷嘴和分配容器的界面将最初滞留的所夹带气体或空气气泡推回原处并通过排出口排出。在一些实施方案中，自排气喷嘴进行运转，使得通过喷嘴出口端从自排气喷嘴的流体管道排出的所分配流体中没有出现空气或气体。在一些实施方案中，自排气喷嘴进行运转，使得通过喷嘴出口端从自排气喷嘴的流体管道排出的所分配流体中仅出现5％或更低、2％或更低、1％或更低、0.5％或更低、0.25％或更低(按体积计算)的空气或气体。
在一些情形下，通气喷嘴和喷嘴附接件可出现以下问题：所分配流体可通过排出口漏出，从而导致脏乱的局面以及所分配流体的浪费。在一个实施方案中，本发明的自排气喷嘴和喷嘴附接件可通过以下方式解决该另外的问题：利用可优化的沟槽，例如，通过尺寸或位置可优化的沟槽，以使空气或气体可以从自排气喷嘴或附接件排出但是不使所分配流体漏出。
本文所述的自排气喷嘴可用于多种从分配器中分配出流体(诸如，粘合剂、密封剂或其它物质)的环境。
本文所述的自排气喷嘴的一个例示性实施方案结合图1A-1C示出。图1A示出了自排气喷嘴100，该喷嘴适于将流体中夹带的气体排到大气中。喷嘴100包括喷嘴入口端110、喷嘴出口端120和喷嘴壁130，喷嘴壁在喷嘴入口端与喷嘴出口端之间延伸。图1B示出了沿图1A的1B所截取的喷嘴100的剖视图。如图1B所示，除了喷嘴入口端110、喷嘴出口端120和喷嘴壁130，喷嘴100也具有限定流体管道101的内表面131，该流体管道围绕喷嘴流动轴线102。喷嘴100上的一个或多个排气通道150在流体管道101与大气之间提供流体连通，从而实现流体中夹带的气体通过喷嘴100排出。另外，喷嘴100具有外表面132和配合部分140。配合部分140适于与分配器连接。
在一些实施方案中，诸如在图1A-1C中，配合部分140设置在喷嘴100的内表面131上。在此类实施方案中，当喷嘴与分配器连接时，分配器滑入喷嘴中使得分配器与喷嘴的内表面131连接。在这些实施方案中的一些实施方案中，一个或多个排气通道150可设置在配合部分140上并且沿喷嘴的内表面131延伸。在一些实施方案中，配合部分140设置在喷嘴100的外表面132上，使得当喷嘴与分配器连接时，分配器贴着喷嘴的配合部分140滑动使得分配器与喷嘴的外表面132连接。在这些实施方案中的一些实施方案中，一个或多个排气通道150可设置在配合部分140上并且沿喷嘴的外表面132延伸。
在一些实施方案中，一个或多个排气通道150可包括内表面131中的沟槽。在一些实施方案中，一个或多个排气通道150可包括外表面132中的沟槽。在一些实施方案中，一个或多个排气通道150可包括穿过内表面131与外表面132之间的喷嘴壁130的穿孔或开孔，以便通过喷嘴壁130将流体管道101与大气连接。在一些实施方案中，特别是在一个或多个排气通道150包括内表面131或外表面132上的沟槽的实施方案中，一个或多个排气通道150在与流动轴线102基本平行的方向上伸展。在一些实施方案中，包括在一个或多个排气通道150包括内表面131或外表面132上的沟槽的一些实施方案中，以及在一个或多个排气通道150包括穿过内表面131与外表面132之间的喷嘴壁130的穿孔或开孔的一些实施方案中，一个或多个排气通道150在与流动轴线102形成某角度的方向上伸展。在一些实施方案中，一个或多个排气通道150可形成弧形或螺旋形路径，而在其它实施方案中，一个或多个排气通道可形成直线路径。在一些实施方案中，特别是在一个或多个排气通道150包括穿过内表面131与外表面132之间的喷嘴壁130的穿孔或开孔的实施方案中，一个或多个排气通道150在与喷嘴流动轴线102基本垂直的方向上伸展。在一些实施方案中，排气通道150可成型为喷嘴100的内表面131上的一个或多个网纹表面，该网纹表面为空气或气体排出构造了曲折路径。在一些实施方案中，任何上述形式的排气通道150均可在喷嘴100的外表面132上，使得喷嘴100可装配到分配器中而不是贴着分配器进行装配。在一些实施方案中，排气通道150可包括在喷嘴100的内表面131上或外表面132上直立的突出或突起之间构造的管道。
在一些实施方案中，配合部分140贯穿喷嘴100的一小段，但是没有一直延伸到喷嘴入口端110；在其它实施方案中，配合部分140可延伸至喷嘴入口端110并包括喷嘴入口端。在一些实施方案中，喷嘴附接件100可具有一个或多个任选槽口或凹口135，该槽口或凹口适于与分配器上的隆起部配合，以助于在使用期间进行流体分配时固定喷嘴附接件。
图1C示出了沿图1A的1C所截取的喷嘴100的替代剖视图，示出了喷嘴壁130、内表面131、外表面132、和一个或多个排气通道150。
包括如本文所述的自排气喷嘴的喷嘴系统的一个例示性实施方案结合图2A和图2B示出。图2A示出了包括分配器220和自排气喷嘴100的喷嘴系统200的透视图，该分配器包含待分配流体。在一些实施方案中，分配器220或喷嘴系统200也可包括流体分配协助工具，诸如分配枪或涂敷器210，如图2A所示。分配器220一般布置在自排气喷嘴100的上游。在一些实施方案中，分配器220或喷嘴系统200可包括其它协助分配或混合流体的附接件，诸如混合头，例如，动态混合组件230或其它混合组件。可用于本发明的装置、系统、组件和方法的混合组件包括动态混合组件(诸如(例如)美国专利申请11/957,296所述的动态混合组件)、静态混合组件、和其它已知的混合组件。动态混合组件通常包括两个入口和一个出口，通过该出口，物质可以在混合之后从动态混合器中排出。在一些实施方案中，分配器可包括任何容器，诸如通过导管或其它延伸部等向分配器输送原料的折叠式容器、套筒、散装容器。在一些实施方案中，分配器可包括可移动的密封分配器，该密封分配器可用于在使用时供应单组分物质或混合的多组分物质。在一些实施方案中，该分配器可以是静态分配器。与本发明一起使用的分配器的一些示例包括用于以下用途的分配器：机体维修、牙科修复、家用维修与密封、以及建筑业、工业应用和电子产品等。在一些实施方案中，分配器可包括将多组分物质中的组分进行混合的功能。
图2B示出了图2A的喷嘴系统200的透视图，该喷嘴系统在分解构型中沿流动轴线102示出。喷嘴系统200包括自排气喷嘴100和分配器220，该分配器包含待分配流体并且沿流动轴线102布置在自排气喷嘴100的上游。喷嘴系统200也包括混合头，特别是动态混合头或动态混合组件230，该混合头沿流动轴线102布置在自排气喷嘴100的入口端上游以及自排气喷嘴100与分配器220之间。喷嘴系统200还包括任选的分配枪或涂敷器210。分配器220包括出口端口221。在一些实施方案中，出口端口221适于与自排气喷嘴100的配合部分140连接。在一些实施方案中，自排气喷嘴100的配合部分140适于与出口端口221连接。在一些实施方案中，混合头230也可作为分配器220。在此类实施方案中，混合头230还将包括出口端口221。如上所述，在一些实施方案中，喷嘴附接件100可具有一个或多个任选槽口或凹口135，该槽口或凹口适于与分配器220上的任选隆起部235配合，以助于在使用期间进行流体分配时固定喷嘴附接件100。
图3A-3C提供了喷嘴系统200的更详细的视图，该喷嘴系统来自于图2A和图2B。图3A是图2A的喷嘴系统200的一部分的放大透视图，该视图沿图2A的3A所截取，其示出了自排气喷嘴100和混合头230。图3B是图3A的喷嘴系统的一部分的剖视图，该视图沿图3A中的3B所截取。图3B示出了在配合部分140与出口端口221的界面330处与混合头230或分配器220连接的自排气喷嘴100。喷嘴100包括出口端120和喷嘴壁130，该喷嘴壁具有内表面131和外表面132。喷嘴100也包括一个或多个任选槽口或凹口135，该槽口或凹口适于与分配器220或混合头230上的任选隆起部配合，以助于在使用期间进行流体分配时固定喷嘴附接件100。喷嘴100还包括设置在出口端120与配合部分140之间的第一非配合部分133以及设置在配合部分140与入口端110之间的第二非配合部分134。一个或多个排气通道150沿内表面131以及配合部分140的至少一部分在与流动轴线102基本平行的方向上延伸，从而使流体管道101中的流体内夹带的气体或空气通过排气通道150逸出到大气中。在一些实施方案中，一个或多个排气通道150也沿着第一非配合部分133的至少一部分延伸。在一些实施方案中，一个或多个排气通道150也沿着第二非配合部分134的至少一部分延伸。
如本文所用，分配器可包括许多不同形式的分配制品，包括包含待分配流体的容器、将流体从另一容器中挤出的机构、有助于将流体从包含流体的容器中分配出来的喷嘴或喷嘴衍射部、可将两种或更多种流体混合在一起的喷嘴延伸部、以及涂敷器等。例如，在一些实施方案中，分配器可以是分配枪或涂敷器，该分配枪或涂敷器提供一种机构，用于从单个套筒或容器中挤出所分配的流体。在一些实施方案中，分配器可以是包含待分配流体的套筒或容器。在一些实施方案中，分配器可以是喷嘴、喷嘴延伸部、或混合头。进一步地，短语“适于与分配器连接”可包括直接与分配器连接，或通过一个或多个中间部件与分配器连接。例如，自排气喷嘴可适于通过以下方式与包括分配枪或涂敷器的分配器连接：首先连接至另一喷嘴或喷嘴延伸部、或套筒或容器，该另一喷嘴或喷嘴延伸部、或套筒或容器反过来与分配器或分配枪或涂敷器连接。
在一些实施方案中，可以将混合头230视为分配器220。在一些实施方案中，自排气喷嘴可包括第一喷嘴部分310和第二喷嘴部分320，例如，在图3B中，喷嘴100作为第一喷嘴部分310，混合头230作为第二喷嘴部分320。在这些实施方案中的一些实施方案中，喷嘴入口端110位于第二喷嘴部分320上，喷嘴出口端120位于第一喷嘴部分310上。在自排气喷嘴包括第一喷嘴部分310和第二喷嘴部分320的实施方案中的一些实施方案中，一个或多个排气通道150位于在第一喷嘴部分310与第二喷嘴部分320之间的界面140上。在一些实施方案中，排气通道150可以在第二喷嘴部分320的第二外表面322上。在一些实施方案中，排气通道150可以既在第一喷嘴部分310的内表面131上也在第二喷嘴部分320的第二外表面322上。在一些实施方案中，界面140可以是以下界面：第一喷嘴部分以与图3B所示的方式(其中第二喷嘴部分装配在第一喷嘴部分内)相反的方式装配在第二喷嘴部分内。应当理解，在界面140由公-母型配件诸如装配在另一喷嘴部分内的一个喷嘴部分组成的情况下，排气通道可以在装配在另一喷嘴部分内的公型配件喷嘴部分的外表面上，或在装配在另一喷嘴部分上方的母型配件喷嘴部分的内表面上。
图3C是图3A的喷嘴系统的一部分的另一剖视图，该视图沿图3A中的3C所截取并且示出了具有混合头230的喷嘴100的界面，在该界面上，喷嘴壁130的内表面131与混合头230或分配器220的出口端口221连接或配合，使得一个或多个排气通道150在混合头230或分配器220之间穿过，以使所夹带的气体或空气可以在自排气喷嘴100与混合头230或分配器220的出口端口221的界面处排到大气中。
在一些实施方案中，排气通道进行适配，使得气体或夹带气泡通过排气通道排到大气中之后，待分配流体进入排气通道但是不逸出到大气中。在一些实施方案中，待分配流体进入排气通道但是不完全填满排气通道。在一些实施方案中，待分配流体进入排气通道但是不溢出排气通道。在一些实施方案中，这通过以下方式实现：根据待分配流体的粘度，改变或选择排气通道的合适的三维尺寸或流向。在一些实施方案中，这通过以下方式实现：选择或改变排气通道的有效横截面积。
本发明的自排气喷嘴可适应于各种粘度的各种流体。在一些实施方案中，所分配流体的粘度可以是200,000mPa.s或更低、100,000mPa.s或更低、50,000mPa.s或更低、25,000mPa.s或更低、或甚至10,000mPa.s或更低。在一些实施方案中，所分配流体的粘度可相对较高，例如，200,000mPa.s或更高、300,000mPa.s或更高、500,000mPa.s或更高、1,000,000mPa.s或更高等。此外，本发明的方法和装置可优选地适于粘度大相径庭的流体。流体的粘度可通过美国马萨诸塞州斯托顿的博勒飞工程实验室的《博勒飞数字流变仪模型DV-III操作指导手册第M/91-201-I297版》(Brookfield Digital Rheometer Model DV-IIIOperation Instruction Manual No.M/91-201-I297(Brookfield Engineering Labs，Inc.，Stoughton，Massachusetts))所述的流程进行确定。测试所选的转子和切变速率取决于预期的粘度范围。对于较高粘度物质(例如，粘度为50,000mPa.s至10,000,000mPa.s的物质)，可使用Helipath T型转子以获得粘度测量值，其中对转子进行选择使得转矩范围在设备旋转速度为0.5转数/分钟至20转数/分钟时介于10％至100％之间。对于结合本发明使用的一些组分，可通过T-C型转子以5转数/分钟的速度测量粘度值。对于较低粘度物质(例如，粘度为50,000mPa.s或更低的物质)，可使用HA/HB型转子系列以获得粘度测量值，其中对转子进行选择使得转矩范围在设备旋转速度为0.5转数/分钟至20转数/分钟时介于10％至100％之间。对于结合本发明使用的一些示例性组分，可通过HA-4型转子以5转数/分钟的速度测量粘度值。所述所有粘度值均处于室温下，即在大约20℃下。
在一些实施方案中，排气通道适于使粘度不大于500,000mPa.s的流体通过。在一些实施方案中，排气通道适于使粘度为300,000mPa.s或更低、粘度为100,000mPa.s或更低、粘度为50,000mPa.s或更低、或粘度为25,000mPa.s或更低的流体通过。在一些实施方案中，排气通道适于使粘度约100mPa.s至约40,000mPa.s的流体通过。在一些实施方案中，排气通道适于使粘度在以下范围内的流体通过：约500mPa.s至约30,000mPa.s、1,000mPa.s至约25,000mPa.s、2,000mPa.s至约25,000mPa.s、5,000mPa.s至约25,000mPa.s、或10,000mPa.s至约25,000mPa.s。在一些实施方案中，排气通道适于使粘度约15,000mPa.s至约25,000mPa.s的流体通过。
在一些实施方案中，排气通道的高度或间距在约0.0254mm至2.54mm的范围内。排气通道的高度或间距旨在将排气通道相对两侧之间的距离的测量值计入。例如，在排气通道的截面形状为矩形的实施方案中，该高度或间距可在矩形的任何两条相对侧边之间进行测量。本领域技术人员可认识到，对于每种预定应用不必要采用特定的间距，在对于特定用途需要特定间距的情况下，可根据所分配流体的粘度改变此类间距。本领域技术人员也可认识到，对于指定了间距的实施方案，只需要多组相对两侧中一组满足所报告的间距。例如，对于一些实施方案中的排气通道，可使用短而宽的矩形截面形状。作为间距测量的另一示例，在排气通道的截面形状为环形的实施方案中，该截面形状的直径可用于计算间距。本领域技术人员可认识到，间距代表平均间距，特别是在排气通道的截面形状为矩形的实施方案中，诸如在网纹表面或弯曲路径的情况下。本领域技术人员可通过多种众所周知的方法和测量工具与技术，诸如使用测径器、坐标测量机、测微计、厚薄规或测隙规等随时测量排气通道的间距。
在一些实施方案中，排气通道具有有效横截面积。排气通道的有效横截面积旨在描述几何面积，该面积用排气通道的截面切片进行测量并且取平均值。在一些实施方案中，有效横截面积在约6.4×10-4mm2至约6.5mm2的范围内，并且使所滞留的空气或气体通过排出口的截面排空到大气中，同时提供足够的阻力以防止所分配流体沿着排出口的长度排空到大气中。本领域技术人员可认识到，有效横截面积代表平均有效横截面积，特别是在排气通道的截面形状为矩形的实施方案中，诸如在网纹表面或弯曲路径的情况下。本领域技术人员可通过多种众所周知的方法和测量工具与技术，诸如使用测径器、坐标测量机、测微计、厚薄规或测隙规等随时测量并计算排气通道的有效横截面积。
在一些实施方案中，排气通道具有排气长度，该长度旨在描述空气、气体或流体在排到大气中之前可沿着排气通道行进的路径距离。在一些实施方案中，排气长度可以在约0.0254mm至25.4cm的范围内，并且使所滞留的空气或气体通过排出口的剖面排空到大气中，同时提供足够的阻力以防止所分配流体沿着排出口的长度排空到大气中。在一些实施方案中，诸如在网纹表面或弯曲路径的情况下，排气长度可以描述流体管道的排气通道入口与大气的排气通道出口之间的最短直线距离。本领域技术人员可通过多种众所周知的方法和测量工具与技术，诸如使用测径器、坐标测量机、测微计、厚薄规或测隙规等随时测量或计算排气通道的排气长度。
由于流体粘度不同的许多不同类型的流体可通过本文所述的喷嘴分配出来，因此为每种类型的流体提供诸如间距、横截面积和排气长度等排气通道参数是不切实际的；然而，本领域技术人员可根据本文的公开内容轻松地为待分配的特定流体以及特定用途选择合适尺寸与特性的排气通道。
本发明也提供了使用本文所述的自排气喷嘴的方法。本发明提供了一种流体分配方法，该流体中夹带有气体。该方法包括：提供如本文所述的自排气喷嘴；以及通过自排气喷嘴分配流体；其中当通过自排气喷嘴分配流体时，所夹带的气体通过自排气喷嘴中的排气通道逸出到大气中。在一些方法实施方案中，流体可进入排气通道但是不通过排气通道逸出到大气中。在一些实施方案中，该方法还包括：在自排气喷嘴的上游将两种或更多种组分进行混合以形成流体，诸如，在两部分密封剂将形成该流体的情况下。在一些方法实施方案中，流体的粘度不大于500,000mPa.s。在一些实施方案中，流体的粘度为300,000mPa.s或更低、100,000mPa.s或更低、50,000mPa.s或更低、或25,000mPa.s或更低。在一些实施方案中，流体的粘度为约10,000mPa.s至约25,000mPa.s。在一些实施方案中，流体的粘度为约100mPa.s至约40,000mPa.s。在一些实施方案中，排气通道适于使粘度在以下范围内的流体通过：约500mPa.s至约30,000mPa.s、1,000mPa.s至约25,000mPa.s、2,000mPa.s至约25,000mPa.s、5,000mPa.s至约25,000mPa.s、或10,000mPa.s至约25,000mPa.s。在一些实施方案中，流体的粘度为约15,000mPa.s至约25,000mPa.s。在一些实施方案中，流体的粘度为约18,000mPa.s至约22,000mPa.s。
本文所述的多个方法的一个例示性实施方案结合图4A-4C示出。图4A是本文所述的喷嘴系统200的一个实施方案的放大剖视图，该视图在喷嘴系统200第一次运行期间所截取。喷嘴系统包括自排气喷嘴100和配合部分140，该自排气喷嘴在喷嘴入口端110与混合头230或分配器220连接。流体10通过混合头230或分配器220的出口端口221分配到自排气喷嘴100的流体管道101中，以从喷嘴出口端(未示出)分配出来。气体20夹带在流体10中，但是已经通过排气通道150开始沿着气体逸出路径25从流体10和自排气喷嘴100中逸出到大气中。图4B是图4A的喷嘴系统的放大剖视图，该视图在喷嘴系统第二次运行期间所截取。图4B示出，所夹带的气体20已经前进，沿着气体逸出路径25通过排气通道150从流体10和自排气喷嘴100中排空到大气中。
图4C是图4A的喷嘴系统的放大剖视图，该视图在喷嘴系统第三次运行期间所截取。图4C示出，所夹带的气体20已经进一步前进，沿着气体逸出路径25通过排气通道150从流体10和自排气喷嘴100中排空到大气中，不再出现在流体管道110中。另外，图4C示出，流体10已经进入排气通道150但还没有逸出到大气中。
本文所述的自排气喷嘴可用于分配任何流体，包括包含一种以上流体的流体系统，诸如要求在分配之前或分配期间进行流体混合的两部分密封剂系统。在此类情形下，混合组件，诸如动态混合组件、静态混合组件、或其它混合组件，可布置在自排气喷嘴的上游。在一些实施方案中，通过喷嘴入口端从分配器的出口端口进入流体管道内的流体包含很少或不含夹带的空气或气体。在一些实施方案中，在所夹带气体或空气为流体中的没有封存在任何中空元件(如果存在的话)内的空气的情况下，通过喷嘴入口端从分配器的出口端口进入流体管道的流体的空气含量为：5％或更低、2％或更低、1％或更低、0.5％或更低、0.25％或更低(按体积计算)。在一些实施方案中，所夹带的气体在流体处于喷嘴的流体管道内的时候引入流体中。正是该夹带气体通过一个或多个排气通道从自排气喷嘴的流体中排到大气中。
本文所述的自排气喷嘴和方法可用于分配多种类型的流体，包括可固化和不可固化物质，诸如环氧树脂、聚氨酯、硅氧烷、乙烯酯、聚脂、聚硫化物、聚醚等、或它们的组合。所分配流体可包括填充剂，诸如滑石、黏土、颜料、分散稳定添加剂(例如，无定形氧化硅)、玻璃微珠等。该流体也可包括非饱和反应性稀释剂，诸如苯乙烯。该流体也可包括添加剂，这些添加剂将物质的粘性赋予常见的维修表面，诸如铝、镀锌钢、电泳涂料、底漆、油漆等。粘性添加剂可具有，例如，酸酐官能度、硅烷官能度、或胺官能度，并且粘性添加剂可并入或可不并入到基料树脂中。
本文所述的方法可用于多种应用中，包括物品维修和建造，诸如，建筑物、汽车、卡车、船只、风车叶片、飞机、游乐车、浴缸、贮藏容器、管道等的建造与维修。
下述实施方案旨在举例说明本公开而非进行限制。
实施方案1是一种自排气喷嘴，该自排气喷嘴适于将流体中夹带的气体排到大气中，该喷嘴包括：
喷嘴入口端；
喷嘴出口端；
喷嘴壁，该喷嘴壁在喷嘴入口端与喷嘴出口端之间延伸，并且具有限定流体管道的内表面，该流体管道围绕喷嘴流动轴线；和
一个或多个排气通道，该一个或多个排气通道在流体管道与大气之间提供流体连通。
实施方案2是根据实施方案1所述的自排气喷嘴，其中该喷嘴包括配合部分，该配合部分适于与分配器连接。
实施方案3是根据实施方案2所述的自排气喷嘴，其中配合部分设置在内表面上。
实施方案4是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道沿内表面延伸。
实施方案5是根据实施方案2所述的自排气喷嘴，还包括外表面，其中配合部分设置在外表面上。
实施方案6是根据实施方案5所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道沿外表面延伸。
实施方案7是实施方案2至6中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道沿配合部分的至少一部分延伸。
实施方案8是实施方案1至4或7中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道包括内表面中的沟槽。
实施方案9是根据实施方案5至7中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道包括外表面中的沟槽。
实施方案10是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道在与流动轴线基本平行的方向上伸展。
实施方案11是根据实施方案2至10中任一项所述的自排气喷嘴，其中喷嘴还包括设置在出口端与配合部分之间的第一非配合部分。
实施方案12是根据实施方案11所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道沿第一非配合部分的至少一部分延伸。
实施方案13是根据实施方案2至12中任一项所述的自排气喷嘴，其中喷嘴还包括设置在配合部分与入口端之间的第二非配合部分。
实施方案14是根据实施方案13所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道沿第二非配合部分的至少一部分延伸。
实施方案15是根据实施方案1至4中任一项的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道通过喷嘴壁从内表面延伸至外表面。
实施方案16是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，还包括设置在入口端上游的动态混合组件。
实施方案17是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中该喷嘴包括第一喷嘴部分和第二喷嘴部分，并且其中喷嘴出口端位于第一喷嘴部分上，喷嘴入口端位于第二喷嘴部分上。
实施方案18是根据实施方案17所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道位于第一喷嘴部分与第二喷嘴部分之间的界面处。
实施方案19是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个通道适于使粘度不大于500,000mPa.s的流体通过。
实施方案20是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道的有效横截面积为6.4×10-5cm2至0.65cm2。
实施方案21是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道的间距为0.0254mm至2.54mm。
实施方案22是根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴，其中一个或多个排气通道的排气长度为0.0254mm至25.4cm。
实施方案23是一种喷嘴系统，该喷嘴系统包括根据前述实施方案中任一项所述的自排气喷嘴和分配器。
实施方案24是根据实施方案23所述的喷嘴系统，其中分配器包括出口端口，该出口端口适于与自排气喷嘴的配合部分连接。
实施方案25是根据实施方案23和24中任一项所述的喷嘴系统，其中分配器布置在自排气喷嘴的上游。
实施方案26是根据实施方案23至25中任一项所述的喷嘴系统，其中分配器包括混合头。
实施方案27是根据实施方案26所述的喷嘴系统，其中混合头为动态混合头。
实施方案28是根据实施方案26所述的喷嘴系统，其中混合头为静态混合头。
实施方案29是一种流体分配方法，该流体中夹带有气体，该方法包括：
提供根据实施方案1至20中任一项所述的自排气喷嘴；以及
通过自排气喷嘴分配流体；
其中当通过自排气喷嘴分配流体时，所夹带的气体通过自排气喷嘴中的排气通道逸出到大气中。
实施方案30是根据实施方案29所述的方法，其中流体进入排气通道但是不通过排气通道逸出到大气中。
实施方案31是根据实施方案29所述的方法，还包括在自排气喷嘴上游将两种或更多种组分进行混合以形成流体。
实施方案32是根据实施方案29或30中任一项所述的方法，其中流体粘度不大于500,000mPa.s。
技术背景、具体实施方式和本文其它部分所引用的专利、专利文献和出版物的全部公开内容均全文以引用方式并入，如同每个文件都单独引用一样。
本文讨论了自排气喷嘴、喷嘴系统、组件和方法的例示性实施方案，并且已经参考了一些可能的变型。在不脱离本发明的范围的前提下，这些以及其它变体和修改形式对本领域内的技术人员将是显而易见的，并且应当理解，本发明并不限于本文所提出的例示性实施方案。因此，本发明仅受以下所附的权利要求书及其等同物的限定。
实施例
除非另有说明，根据其各自的商品名称和产品编号所述的以下组分和物质均从明尼苏达州圣保罗的3M公司购得(3M Company，St.Paul，Minnesota)。
将商品名称为“流动可控式缝隙密封剂，产品编号08329(CONTROLLED FLOW SEAMSEALER，PART No.08329)”的两部分填料转移到1∶1体积比的套筒中，套筒型号为“动态混合涂敷器，产品编号05846(DYNAMIC MIXING APPLICATOR，PART No.05846)”。将“动态混合喷嘴，产品编号55847(DYNAMIC MIXING NOZZLE，PART No.55847)”与套筒附接，并且按压长度为4英寸(10.16cm)型号为“动态混合喷嘴延伸部，产品编号58207(DYNAMIC MIXING NOZZLEEXTENSION，PART No.58207)”的聚丙烯注塑成型件将其装配到混合喷嘴上。然后将套筒和喷嘴附接到动态混合涂敷器上，用涂敷器将缝隙密封剂从套筒中挤出。然而，挤出缝隙密封剂时，大气泡滞留在喷嘴延伸部内。由于无法通过延伸部出口排出，所滞留的空气不断地排出到一连串更小的气泡中，这些气泡嵌入所挤出的缝隙密封剂的表面中。
示例性自排气喷嘴延伸部在注射成型过程中进行制造，该延伸部包括沿该延伸部内壁的九个间距相等的沟槽，与流动轴线平行并且与入口段相邻，如图1B所示。这些沟槽的尺寸为大约0.30英寸长，0.030英寸宽，0.015英寸深(7.62mm×0.76mm×0.38mm)。按压该延伸部，将其装配到套筒与所挤出的缝隙密封剂的动态混合喷嘴上。喷嘴延伸部中形成的大气泡在与所挤出的密封剂相反的方向上行进，并且最终经由沟槽从在延伸部入口与动态混合喷嘴之间的自排气喷嘴延伸部排出。受到挤压的缝焊机仍然不含气泡。

Claims (30)

1.一种自排气喷嘴，所述自排气喷嘴适于将流体中夹带的气体排到大气中，所述喷嘴包括：
喷嘴入口端；
喷嘴出口端；
喷嘴壁，所述喷嘴壁在所述喷嘴入口端与所述喷嘴出口端之间延伸，并且具有限定流体管道的内表面，所述流体管道围绕喷嘴流动轴线；和
一个或多个排气通道，所述一个或多个排气通道在所述流体管道与所述大气之间提供流体连通。
2.根据权利要求1所述的自排气喷嘴，其中所述喷嘴包括配合部分，所述配合部分适于与分配器连接。
3.根据权利要求2所述的自排气喷嘴，其中所述配合部分设置在所述内表面上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道沿所述内表面延伸。
5.根据权利要求2所述的自排气喷嘴，所述自排气喷嘴还包括外表面，其中所述配合部分设置在所述外表面上。
6.根据权利要求5所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道沿所述外表面延伸。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道沿所述配合部分的至少一部分延伸。
8.根据权利要求1至4或7中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道包括所述内表面中的沟槽。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道包括所述外表面中的沟槽。
10.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道在与所述流动轴线基本平行的方向上伸展。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述喷嘴还包括设置在所述出口端与所述配合部分之间的第一非配合部分。
12.根据权利要求11所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道沿所述第一非配合部分的至少一部分延伸。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述喷嘴还包括设置在所述配合部分与所述入口端之间的第二非配合部分。
14.根据权利要求13所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道沿所述第二非配合部分的至少一部分延伸。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道通过所述喷嘴壁从所述内表面延伸至所述外表面。
16.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，所述自排气喷嘴还包括设置在所述入口端上游的动态混合组件。
17.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述喷嘴包括第一喷嘴部分和第二喷嘴部分，并且其中所述喷嘴出口端位于所述第一喷嘴部分上，并且所述喷嘴入口端位于所述第二喷嘴部分上。
18.根据权利要求17所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道位于所述第一喷嘴部分与所述第二喷嘴部分之间的界面处。
19.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个通道适于使粘度不大于500,000mPa.s的流体通过。
20.根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴，其中所述一个或多个排气通道的有效横截面积为6.4×10-5cm2至0.65cm2。
21.一种喷嘴系统，所述喷嘴系统包括根据前述权利要求中任一项所述的自排气喷嘴和分配器。
22.根据权利要求21所述的喷嘴系统，其中所述分配器包括出口端口，所述出口端口适于与所述自排气喷嘴的配合部分连接。
23.根据权利要求21至22中任一项所述的喷嘴系统，其中所述分配器布置在所述自排气喷嘴的上游。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的喷嘴系统，其中所述分配器包括混合头。
25.根据权利要求24所述的喷嘴系统，其中所述混合头为动态混合头。
26.根据权利要求24所述的喷嘴系统，其中所述混合头为静态混合头。
27.一种分配流体的方法，所述流体中夹带有气体，所述方法包括：
提供根据权利要求1至20中任一项所述的自排气喷嘴；以及
通过所述自排气喷嘴分配所述流体；
其中当通过所述自排气喷嘴分配流体时，所夹带的气体通过所述自排气喷嘴中的排气通道逸出到大气中。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述流体进入所述排气通道但是不通过所述排气通道逸出到大气中。
29.根据权利要求27所述的方法，所述方法还包括在所述自排气喷嘴上游将两种或更多种组分进行混合以形成所述流体。
30.根据权利要求27或28中任一项所述的方法，其中所述流体粘度不大于500,000mPa.s。
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