CN106687217A - 喷雾插件 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面,喷雾插件包括侧壁;和从所述侧壁延伸的第一叶片。所述喷雾插件还包括:含有排放口的端壁。所述喷雾插件进一步包括:第一凸出,含有顶端和侧面,将流体物质引导至涡流室。所述凸出被配置在所述端壁上并从所述叶片延伸。所述侧面具有曲折点。

Description

喷雾插件
关于联盟政府资助的研究或开发
不适用
相关专利的交叉引用
本申请请求2014年8月6日提交的名称为“喷雾插件”的美国临时申请No.62/034,081的优选权。在此美国临时申请No.62/034,081的全部内容被纳入此处作为参考。
序列表
不适用
技术领域
本发明涉及一种喷射系统,且特别是一种喷雾插件。
背景技术
传统的喷射系统通常包括具有阀杆的气溶胶罐。盖组件可被耦合至气溶胶罐,其包括驱动器,例如由用户驱动的按钮或触发器,来激活阀杆,并从气溶胶罐中分配流体。分配的流体被引导穿过盖组件内的流体路径,并通过喷嘴进入到周围的环境中。常见的喷嘴包括喷雾插件,来影响分配的流体的喷雾图案。然而,许多现有技术的喷射系统常常具有不规则的或不理想的喷雾特性。该不规则或不理想的喷雾特性为常规的压缩气体型气溶胶罐,随着罐的使用寿命,压力下降,可能会对流体的喷雾特性产生不利的影响。因此需要提供一种喷射系统,当与气溶胶罐一起使用时可提供理想的喷雾特性。此外,还需要一种提供喷雾特性的使用压缩气体型气溶胶罐的喷射系统。
发明内容
根据一个方面,喷雾插件包括:侧壁;和含有排放口的端壁。所述喷雾插件还包括配置在所述侧壁上的第一挡板;和配置在所述侧壁上的第二挡板。所述第二挡板与所述第一挡板隔开,定义第一纵向通道,将流体物质引导至横向通道。所述喷雾插件进一步包括第一凸出,配置在所述端壁上并从所述第一挡板延伸,定义所述横向通道的一部分。所述第一凸出具有顶端,与所述排放口隔开,且所述第一凸出包括翼型部分,将所述横向通道中的所述流体物质引导至涡流室中。
根据另一方面,喷雾插件,包括:侧壁;和含有排放口的端壁。所述喷雾插件还包括:配置在所述侧壁上的第一挡板;和配置在所述端壁上的第一凸出,将流体物质引导至涡流室中。所述第一凸出从所述第一档板延伸。所述第一凸出含有圆形的顶端、第一侧部、和与所述第一侧部相对的第二侧部。所述第一侧部具有第一曲率半径和第一弧长,且所述第二侧部具有第二曲率半径和第二弧长。其中,所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径,且所述第一弧长大于所述第二弧长。
根据另一方面,喷雾插件包括:侧壁;和从所述侧壁延伸的第一叶片。所述喷雾插件还包括:含有排放口的端壁。所述喷雾插件进一步包括:第一凸出,含有顶端和侧面,将流体物质引导至涡流室,所述凸出被配置在所述端壁上并从所述叶片延伸。所述侧面具有曲折点。
根据另一方面,喷雾插件包括涡流室,由多个弯曲的凸出和所述喷雾插件的端壁的内表面定义。所述喷雾插件还包括与涡流室连通位于其下游的出口孔。所述凸出旋转流动穿过涡流室的流体物质,使喷雾插件能够排放出流体物质的液膜。当流体物质以每平方英寸约30-135磅的压力被供应到喷雾插件时,所述流体物质的液膜含有空气心,沿所述出口孔的中心纵向轴,从所述出口孔的出口孔径延伸至远离该出口孔径的约8英寸处。
根据另一方面,喷雾插件,包括涡流室;和与涡流室连通位于其下游的出口孔。所述涡流室包括多个凸出,旋转从基本全满的气溶胶罐中分配至喷雾插件的流体物质,通过所述出口孔来排放出流体物质的液膜。所述液膜具有内边界和外边界,且通过出口孔排放的约50%-97%的流体物质被沉积在距离所述出口孔的排放孔径约8英寸的内边界和外边界之间所定义的体积内。延伸穿过所述出口孔中心的纵向轴与距离所述排放孔径约8英寸的基本平坦表面上所形成的环形喷雾图案内径的角度约为21-38度。
根据另一方面,喷雾插件包括凸出,具有第一侧和第二侧。所述第一侧对于第一曲率轴弯曲,所述第一曲率轴从所述喷雾插件的中心纵向轴偏移并与其平行。所述第二侧对于第二曲率轴弯曲,所述第二曲率轴从所述第一曲率轴和所述喷雾插件的中心纵向轴偏移并与其平行。所述第一侧和第二侧引导流体物质分别沿第一弯曲通道和第二弯曲通道进入至涡流室。所述喷雾插件还包括具有基本恒定横断面积的出口孔。该出口孔从所述涡流室接收流体物质并从喷雾插件排放出流体物质作为液膜。当流体从距离平坦表面约8英寸的喷雾插件中被排放时,该液膜在基本平坦的表面上形成具有约5.5-7.5英寸外径的基本环形的喷雾图案。
根据另一方面,气溶胶系统包括气溶胶罐,利用压缩气体,以每平方英寸约30-135磅的压力来提供流体物质。所述流体物质的粘度约为2.4173(gamma)-0.563Pa·s,其中γ为流体物质的剪切速率。气溶胶系统还包括喷雾插件,操作地被耦合至用于接收流体物质的气溶胶罐。喷雾插件具有涡流室和与所述涡流室流体连通的排放口。所述涡流室剪切流动穿过所述喷雾插件的流体物质,从而所述排放口中排放的流体物质具有约79-121微米的平均颗粒尺寸。
根据另一方面,气溶胶系统包括:容器;操作地耦合至所述容器的驱动器;以及与所述容器流体连通的喷雾插件。当所述驱动器在驱动状态下约3秒钟,且容器中存储的流体物质具有每平方英寸约130-135磅(psi)的压力时,容器中存储的流体物质通过喷雾插件被排放,具有约79-96微米的平均颗粒尺寸。喷雾插件能使该3秒钟期间通过喷雾插件排放的约88%-97%的流体物质沉积在基本平坦的表面上,该表面平行于喷雾插件的中心纵向轴,并与喷雾插件隔开约8英寸的距离。
附加地,当驱动器在驱动状态下约3秒钟,且容器中存储的流体物质具有约60-70psi的压力时,容器中存储的流体物质通过喷雾插件被排放,具有约90-115微米的平均颗粒尺寸。喷雾插件能使该3秒钟期间通过喷雾插件排放的约92%-96%的流体物质沉积在基本平坦的表面上,该表面平行于喷雾插件的中心纵向轴,并与喷雾插件隔开约8英寸的距离。
附加地,当驱动器在驱动状态下约3秒钟,且容器中存储的流体物质具有约50-60psi的压力时,容器中存储的流体物质通过喷雾插件被排放,具有约105-121微米的平均颗粒尺寸。喷雾插件能使该3秒钟期间通过喷雾插件排放的约91%-97%的流体物质沉积在基本平坦的表面上,该表面平行于喷雾插件的中心纵向轴,并与喷雾插件隔开约8英寸的距离。
附图说明
图1是示出通过与气溶胶系统操作性耦合的传统喷雾插件所生成的流体物质的喷雾图案;
图2是示出图1的气溶胶系统使用过程中,气溶胶罐的流体供应压力与气溶胶罐中流体物质的中间权重之间关系的图表;
图3是示出图1的流体物质的粘度与流体物质的剪切速率之间关系的图表;
图4示出根据本公开技术的喷雾图案;
图5是示出在此公开的喷雾插件的视图,用于排放流体物质的液膜来生成图4中所示的示例性喷雾图案;
图6A是沿线6-6示出图5的喷雾插件的横截面图,并从中散发流体物质的液膜;
图6B是示出图5的喷雾插件的视图,用于排放流体物质的液膜来生成图4中示出的示例性喷雾图案;
图7是示出与喷雾插件一起使用的合适的盖组件的前侧及左侧的视图;
图8是沿线8-8示出图7的盖组件的横截面图;
图9是示出图8的盖组件的部分及放大图;
图10是示出在此所述的喷雾插件的一个示例的后视图,可用来影响图4的喷雾图案;
图11是沿线11-11示出图10的示例性喷雾插件的横截面视图;
图12是示出图11的示例性喷雾插件的横截面透视图;
图13是示出流体物质穿过类似图7的盖组件的示例性流动路径的示意图;
图14是图13中示出的流体物质的流动路径的放大图;
图15是示出流体物质的流动路径的三维视图,进入并穿过图10的喷雾插件的涡流室;
图16是示出图10的喷雾插件的一个示例的视图,具有可使用的示例性尺寸;
图17是示出图10的喷雾插件的一个示例的另一视图,具有可使用的示例性尺寸;和
图18是示出图10的喷雾插件的另一个示例的视图,具有可使用的示例性尺寸。
具体实施方式
参照图1,示出常规的现有技术喷雾图案100。该喷雾图案通常通过使用传统的喷雾插件与压缩气体气溶胶系统被生成,来分配流体物质102。在喷射过程中,流体物质102被排出,并且在压缩气体气溶胶系统中实现压降,由于多个喷射过程中被执行,在系统的整个使用寿命中被复杂化。因此,气溶胶系统的使用过程中流量、颗粒尺寸、黏度变化等流体物质102的特性,使这种传统的喷雾插件在表面上产生不均匀或不一致的流体物质102分布,如基本平坦的表面104。例如,如图1所示的喷雾图案100,表面104的区域或斑点中具有沉积的流体物质102,且流体物质102的浓度明显不同。该具有高浓度的流体物质102的沉积中的一些,使流体物质102的较大水滴或水珠沉积在表面104。此外,沉积在表面104上的流体物质的大部分为喷雾图案100的中央106或附近。因此,用户可能需要使用繁琐的多次冲程来擦拭表面104上的流体物质102,从而将流体物质102施加到表面104的所需部分和/或涂抹的流体物质102难以干燥和/或在表面上留下迹纹。
图2和图3是示出利用压缩气体来分配流体物质102的气溶胶系统中的流体物质特性的图表。具体来说,图2是示出从第一或完整状态到第二或耗尽状态的气溶胶系统使用过程中,气溶胶系统的流体供应压力与气溶胶罐中流体物质的中间权重之间的关系的图表。例如,如图2所示,第一状态下,气溶胶罐具有约40%的液面上空间,且初始流体供应压力约为每平方英寸135磅(“psi”),第二状态下,罐的流体供应压力约为48psi。在不同的实施例中,当气溶胶罐具有约30%的液面上空间时,流体供应压力从约135psi降低到约30psi。
图3是示出流体物质102的粘度和流体物质102的剪切速率之间关系的图表。本实施例的流体物质102是具有0.991的比重,粘度为2.4173(gamma)-0.563Pa·s,其中γ是流体物质102的剪切速率。流体物质102的表面张力系数为0.26牛顿/米。流体物质102为非牛顿流体。因此,如图3所示,流体物质的粘度随着流体物质102的剪切速率的增加而非线性地减小。在使用过程中,当气溶胶罐的压力降低时,由于流体物质102流动穿过插件,传统的喷雾插件可能开始不能对流体物质102进行充分剪切。因此,传统喷雾插件中排放的流体物质102的颗粒尺寸增加,且喷雾图案100变窄,如图1的喷雾图案100,造成不均匀和不一致的喷雾图案。在其他示例中,流体物质102可能具有不同的特性。例如,流体物质102可具有约0-2500cP的粘度。
图4示出根据本公开技术的示例性喷雾图案400。在此公开的喷雾插件产生一致及均等的喷雾图案,至少减轻或消除上述由传统喷雾插件生成的喷射图案100的缺陷。在此公开的喷雾插件也可用来从使用压缩气体来分配流体物质102的气溶胶系统中排放流体物质102,其具有与参照图2和3所述的相似或相同的特性。然而,与传统的喷雾插件不同,在此公开的示例性喷雾插件,相比图1的喷雾图案100,可沉积具有更大或更宽区域和/或跨度的一致及均等的流体物质102喷雾图案。例如,示例性喷雾图案400为基本环形,当流体物质102从距离表面104约8英寸处被排放时,喷雾图案400具有约5.5-7.5英寸的外径或跨度。在所示的示例中,当喷雾插件距离表面104约1-8英寸时,约50%-97%的沉积到表面104上的流体物质与喷雾图案的中央402相隔开。此外,沉积到表面104上的流体物质102与喷雾图案400的浓度上基本一致。此外,与由传统喷雾插件生成的较大液滴和/或颗粒相比,通过在此所述的示例性喷雾插件排放流体物质102时,整个流动路径上的液滴和/或颗粒尺寸基本一致。例如,通过在此所述的示例性喷雾插件排放的流体物质102的液滴和/或颗粒尺寸的平均直径约为79-121微米。因此,在图4的示例性喷雾图案中,与用户利用传统喷雾插件将流体物质102排放至表面104相比,当流体物质102沉积到表面104上时用户使用较少冲程便可快速方便地擦拭或散开流体物质102至所需的表面104部分。
参照图5,示出用于排放流体物质102的示例性喷雾插件500的视图。通过流体物质102的流体喷雾502的生成,可影响图4的喷雾图案400。在所示的示例中,流体喷雾502为流体物质102的锥形液膜504,包括流体物质102的液滴或颗粒,平均直径约为79-121微米。在其他示例中,流体物质102的液滴和/或颗粒尺寸具有其他的平均直径,可以是更大或更小。图5的示例性锥形液膜504具有内边界506和外边界508。在所示的示例中,沿喷雾插件500的中心纵向轴A-A,经由喷雾插件500排放的约50%-97%的流体物质102位于内边界506和外边界508之间定义的体积内,与喷雾插件500的排放口或孔径510的距离约为8英寸。
图6A是沿线6-6示出图5的喷雾插件500以及液膜504的横截面图。图6A的液膜504的示例性内边界506定义顶点600。在所示的示例中,顶点600位于喷雾插件500内。在其他实施例中,顶点600可以位于喷雾插件500内的不同位置,或者位于排放口510。示例性液膜504从顶点600并从中心纵向轴A-A散开或晕开,其延伸穿过喷雾插件500的排放口510的中央602。在示出的示例中,液膜504进一步从排放口510处的中心纵向轴散开或晕开。
图5的液膜504具有约为47度的锥角αc。在其他示例中,液膜504有其他锥角。锥角αc是穿过中心纵向轴A-A并位于喷雾插件500外液膜504的两个相对部分之间的角度。示例性液膜504的内边界506还包括定义开口604的前端602。排放口510和液膜504的开口604之间的液膜504的内边界506定义有空间,基本上被空气所占据或填充。因此,如在此所说明的,排放口510和开口604之间的流体喷雾502的内边界506所定义的空间称为空气心606。在一些示例中,空气心606的一部分基本上为锥形。在其他示例中,空气心606的一部分基本上为截头圆锥形。在其他示例中,空气心606可以是其他形状。
图6A的流体喷雾502的液膜504具有基本环形的面608,在内边界506和外边界508之间延伸。因此,由于示例性液膜504具有基本环形的面608和锥形液膜504内的空气心606,因此,在图4的示例性喷雾图案400中,流体喷雾502使流体物质102沉积在表面上。在一些示例中,当喷雾插件500在距离表面104约1-8英寸处被使用时,喷雾插件500排放的约50%-97%的流体物质102在表面上形成图4的环形喷雾图案400。
图6B是喷雾插件500将液膜504排放到表面104上的示意图。喷雾插件500被引导,从而中心纵向轴A-A垂直于表面104。喷雾测试被执行,来决定通过喷雾插件500形成的喷雾图案的特性。喷雾测试通过将具有喷雾插件500的气溶胶系统被执行,该喷雾插件被操作性耦合至持有流体物质102的气溶胶罐,并摇晃罐三秒,以及如图6B所示,将气溶胶系统定位为相对于表面104,距离表面约8英寸。气溶胶系统的驱动器被按压三秒钟,通过喷雾插件102排放出流体物质500,喷雾插件500中排放的流体物质102在表面104上形成喷雾图案,与图4的环形喷雾图案400类似。然后,图6B中表面104上的喷雾图案被测量,测量喷雾图案的外径OD、喷雾图案的内径ID、从中心纵向轴A-A处的排放口510至喷雾图案的内周长610的第一角度α1、从中心纵向轴A-A处的排放口510至喷雾图案的外周长612的第二角度α2。
上述测试,通过第一状态、第二状态和第三状态下的气溶胶罐被执行。在第一状态下,气溶胶罐充满流体物质102。在第二状态下,气溶胶罐约装满了流体物质102。在第三种状态下,气溶胶罐约四分之一填充有流体物质102。上述测试还通过使用直径为0.020英寸、0.021英寸、和0.022英寸的排放口510被执行。以下表1-6示出详细的测试结果。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
此外进行了附加的喷雾测试,来确定流体物质102被排放到表面104上的数量。喷雾测试,通过提供具有喷雾插件500的气溶胶系统被执行,该喷雾插件可操作地耦合至持有流体物质102的气溶胶罐。喷雾气溶胶罐通过刻度被称重。箔片基于表面上估计的喷雾图案尺寸大小被切割。然后箔片被称重,第一重量的箔片被配衡(例如,刻度为零)。然后箔片104被设置在表面上。然后气溶胶罐摇晃三秒钟,相对于图6B所示的表面104被定位。气溶胶系统的驱动器被按压三秒钟来通过喷雾插件500排放出流体物质102。从喷雾插件500排放出的流体物质102在箔片上形成喷雾图案,类似于图4的环形喷雾图案400。然后箔片从表面104移除并被称重。将具有沉积在其上的流体物质102的箔片的第二重量与没有沉积在其上的流体物质102的箔片的第一重量进行比较,来确定沉积在箔片上的流体物质102的量。
上述的测试通过第一状态、第二状态和第三状态下的气溶胶罐被执行。如上所述,在第一状态下,气溶胶罐填有流体物质102。在第二状态下,气溶胶罐约填有半满的流体物质102。在第三状态下,气溶胶罐约填有四分之一满的流体物质102。如上所示的测试,通过使用直径为0.020英寸,0.021英寸,和0.022英寸的排放口510被执行。此外,进行测试时,喷雾插件500被定位为距离表面104约1英寸,约6英寸,约8英寸,以及约9英寸。距离表面104约9英寸的测试,其通过使用两个基本相似或相同的气溶胶系统被执行,在以下表中分别表示为样本A和样品B。表7-18详细示出测试结果。
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
表16
表17
表18
如表7-18所示,当喷雾插件500距离表面104约1-8英寸时,通过喷雾插件500排放出的约90%-97%的流体物质102被沉积在表面104上。
此外进行了喷雾测试,来确定使用喷雾插件500的流体物质102的平均颗粒尺寸。每个测试通过使用两个基本相似的气溶胶系统被执行,分别表示为样品A和样品B。每个喷雾测试,通过提供具有喷雾插件500的喷雾系统被执行,该喷雾插件被操作地耦合至持有流体物质102的气溶胶罐,摇晃罐三秒钟,并驱动气溶胶系统的驱动器约三秒钟,通过喷雾插件500排放出流体物质102。平均颗粒尺寸通过马尔文仪器公司制造和/或销售的颗粒尺寸分析仪被测定和/或计算。这些测试在第一状态、第二状态和第三状态下的气溶胶罐中被进行。测试还通过使用直径为0.020英寸,0.021英寸,和0.022英寸的排放口510被执行。以下的表中详细示出这些测试的结果。
表19
如表19所示,通过喷雾插件500从基本上全满的气溶胶罐中排放出的流体物质102的平均颗粒尺寸约为79-96微米。
表20
如表20所示,通过喷雾插件500从基本上半满的气溶胶罐中排放出的流体物质102的平均颗粒尺寸约为90-115微米。
表21
如表21所示,通过喷雾插件500从基本上四分之一满的气溶胶罐中排放出的流体物质102的平均颗粒尺寸约为105-121微米。
图7示出耦合至气溶胶罐702的示例性盖组件700。虽然以下示例是参照图7的盖组件700被说明,但在不脱离本公开的范围下也可使用其他盖组件。例如2012年3月23日提交的美国专利申请No.13/428,936中所描述的气溶胶分配器组件,可用来实施在此所述的示例。顶盖组件700被配置用来从气溶胶罐702中排放出流体物质102,并在表面104上生成图4的示例性喷雾图案400。在所示的示例中,气溶胶罐702包含流体物质102,并且流体物质具有与图2和3所示的基本相同或类似的特性。在一些示例中,分配的流体物质可含有芳香剂、杀虫剂,或载液中的其他物质、除臭液,或类似等。例如,流体物质可以是威斯康星州拉辛市约翰逊父子公司销售的用于家庭,商业,和机构的OUSTTM,PledgeTM,WindexTM,或流体物质还可包含其他活性物,例如消毒剂、空气和/或织物清新剂、清洁剂、气味消除剂,防菌或防霉剂、驱虫剂,以及类似等,或具有熏香属性。该流体物质可交替地含本领域的技术人员所知道的可从容器中被分配的任何流体,例如适合以悬浮在气体中的颗粒或液滴形式的流体。因此,顶盖组件700适于分配任意数量的不同流体或物质配方。
在示出的示例中,顶盖组件700包括壳体704、驱动器706,和喷雾插件708。图7的示例性驱动器706是可移动地被耦合至壳体704上部(如顶部或天花板)710的按钮。在其他示例中,驱动器706可以通过其他方式实现。例如,驱动器706可以是配置在外壳704的侧面712的触发器。在所示的示例中,外壳704的上部710和侧面712定义凹陷部分且孔径或开口714位于凹陷部分714中。喷雾插件708与孔径716流体连通,喷涂至周围环境中。在本实施例中,喷雾插件708的排放口718与孔径716对齐(例如,同心的),从而通过喷雾插件708排放的流体物质102被引导穿过孔径716,并至盖组件700外进入到周围的环境中。
图8示出没有示例性喷雾插件708的盖组件700的横截面图。在说明的示例中,驱动器706可操作地耦合到歧管800。例如,图7和8的示例性驱动器706与外壳704以及歧管800成一体。在其他实施例中,驱动器706以一个或多个附加和/或替代方法被操作地耦合至歧管800。在所示的示例中,歧管800包括入口端802,与气溶胶罐702的阀杆(例如,倾斜阀杆或垂直阀杆)流体连接。在所示的示例中,入口端802包括展开部分804,用于接收和/或耦合至气溶胶罐702的阀杆。当入口端802与阀杆流体连接时,驱动器706从非驱动的位置移动到驱动的位置,从而移动歧管800来驱动阀杆。当阀杆被驱动或激活时,阀杆将流体物质102从气溶胶罐702释放到由歧管800定义的第一流体通路806中。在所示的示例,当盖组件700被耦合至气溶胶罐702时,第一流体通路806基本上平行于阀杆的纵向轴。
图9是示出图7和8的盖组件700的扩大的横截面图。如图所示,歧管800定义第二流体通路900,与第一流体通路806流体连通。图9的第二流体通路900对于与第一流体通路806的纵向轴C-C相垂直的轴B-B成正三十度。因此,示例性第二流体通路900引导流体物质102从第一流体通路806朝向盖组件700的壳体704的侧面712。在其他的示例中,第二流体通路900以其他方式相对于第一流体通路806(例如,垂直或与轴B-B成负角)。该示例性歧管800包括环形通道902,其定义与第二流体通路900基本上平行延伸的杆904。在所示的示例中,第二流体通路900与环形通道902流体连通。止动件,例如突起,被设置在杆904上,位于第一流体通路806和第二流体通路900的交界908处或附近。如以下更详细的说明,喷雾插件708至少部分地被设置在环形通道902中,并通过杆904的止动件906和/或末端910被支撑,使喷雾插件708与歧管800的第二流体通道900流体连接。在一些示例中,喷雾插件708包括杆904。在其他示例中,喷雾插件708和歧管800成一体。在一些示例中,喷雾插件708以其他方式配置。例如,触发器可以包括根据本公开技术的喷雾插件708的一些方面(例如,涡流室)。
图10-12示出根据本公开技术的示例性喷雾插件708。参考图10,示出示例性喷雾插件708的后视图,且图11是沿图10的线11-11示出喷雾插件708的横截面视图,且图12是沿图10的线12-12示出喷雾插件708的横截面透视图。图10-12的示例喷雾插件图708可生成图5的流体物质102的液膜504,形成与图4的喷雾图案400相似或相同的喷雾图案。然而,图10-12的示例性喷雾插件708仅为说明性的示例。因此,在不脱离本公开的范围下,可以利用以其他方式实施的喷雾插件,来生成液膜504和示例性喷雾图案400。
现参照图10和11,示例性喷雾插件708包括:侧壁1000,定义腔1002,用来接收歧管800的杆904。将喷雾插件708定位在环形通道902中,使歧管800的第二流体通路900与喷雾插件708流体连通。图10的喷雾插件708还包括:端壁1004,与侧壁1000形成一体。排放口718被配置在端壁1004中,如图11所示,排放口718沿喷雾插件708的中心纵向轴D-D被配置,并与腔1002流体连通。
示例性喷雾插件708包括:第一叶片或挡板1006、第二叶片或挡板1008、第三叶片或挡板1010和第四叶片或档板1012,配置在侧壁1000上,位于腔1002内。在所示的示例,叶片1006-1012对称地配置在腔1002相对于喷雾插件708的中心纵向轴D-D(图11)。例如,第一叶片1006沿第一平面设置在第三叶片1010的对面,且第二叶片1008沿垂直于第一平面的第二平面设置在第四叶片1012的对面。在所示的示例,叶片1006-1012被隔开,定义第一纵向通道1014、第二纵向通道1016、第三纵向通道1018和第四纵向通道1020,基本上平行于喷雾插件708的中心纵向轴D-D(图11)。当流体物质102从歧管800进入到喷雾插件708的腔1002时,流体物质102流入到由喷雾插件708的杆904和侧壁1000定义的环形中。流动穿过环形的流体物质102由叶片1006-1012分开进入由纵向通道1014-1020和杆904定义的流动路径中。由此,叶片1006-1012引导流体物质102流动穿过各纵向通道1014、1016、1018、1020朝向喷雾插件708的端壁1004。
喷雾插件708还包括第一凸出或齿件1022,第二凸出或齿件1024,第三凸出或齿件1026,和第四凸出或齿件1028,位于侧壁1004的内表面1030。在所示的示例中,凸出1022-1028彼此隔开。第一凸出1022从第一叶片1006向第二叶片1008和第三叶片1010延伸。第二凸出1024从第二叶片1008向第三叶片1010和第四叶片1012延伸。第三凸出1026从第三叶片1010向第四叶片1012和第一叶片1006延伸。第四凸出1028从第四叶片1012向第一叶片1006和第二叶片1008延伸。因此,第一凸出1022与第三凸出1026镜像,第二凸出1024与第四凸出1028镜像。
在所示的示例中,第一凸出1022的第一端或顶端1032,第二凸出1024的第二端或顶端1034、第三凸出1026的第三端或顶端1036、第四凸出1028的第四端或顶端1038,与喷雾插件708的排放口718隔开。由此,围绕排放口718的凸出1022-1028的部分和端壁1004的内表面1030的一部分定义涡流室1040,其中流体物质102在通过排放口718流出喷雾插件708之前,流动穿过喷雾插件708漩涡,旋转和/或循环。当喷雾插件708被耦合至歧管800时,涡流室1040具有高度,对应于端壁1004的内表面1030与杆904的末端910之间的距离。
在所示的示例中,凸出1022-1028基本上相似或相同。因此,以下说明的第一凸出1022适用于第二凸出1024、第三凸出1026,和第四凸出1028。因此,为了简明起见,第二凸出1024、第三凸出1026和第四凸出1028在此不另作描述。
示例性第一凸出1022具有翼型部分1042。例如,第一凸出1022的第一侧部1044具有第一曲率半径R1,且第一凸出1022的第二侧部1046具有小于第一曲率半径R1的第二曲率半径R2。在一些示例中,第一曲率半径R1约0.066英寸,且第二曲率半径R2约为0.036英寸。第一曲率半径R1在第一侧部1044的第一弧长上基本恒定。第二曲率半径R2在第二侧部1046的第二弧长上基本恒定。因此,第一凸出1022包括第一区域和侧壁1000与第一顶端1032之间的第二区域,具有恒定的曲率半径。在其他的示例中,第一曲率半径R1和/或第二曲率半径R2分别在第一弧长和第二弧长上变化。
在所示的示例中,第一侧部1044的第一弧长大于第二侧部1046的第二弧长。第一侧部1044和第二侧部1046分别对于第一曲率轴或曲率中心E-E和第二曲率轴或曲率中心F-F弯曲。在所示的示例中,第一曲率轴E-E和第二曲率轴F-F平行于喷雾插件708的中心纵向轴D-D(参见图11)。第二曲率轴F-F以两个垂直方向从第一曲率轴E-E偏移(例如,以图10的视点向上和向右)。第一曲率轴E-E和第二曲率轴F-F延伸穿过相邻于第四凸出1028的端壁1004。由此,在涡流室1040中的第一侧部1044和第二侧部1046的曲线基本上是在流体物质102的旋转方向上旋转,以使流体物质102流入旋流室前旋转流体物质1040。
第一凸出1022还包括:基部1042,从第一叶片1006延伸到翼型部分。例如,基部1048具有第三侧部1050,从第一叶片1006延伸到由第三侧部1050和第一侧部1044形成的第一曲折点。基部1048还包括:第四侧部1054,从第一叶片1006延伸到由第四侧部1054和第二侧部1046形成的第二曲折点1056。因此,第一侧部1044在第一曲折点1052从基部1048的第三侧部1050延伸至第一顶端1032,且第二侧部1046在第二曲折点1056从基部1048的第四侧部1054延伸至第一顶端1032。在所示的示例中,第三侧部1050和第四侧部1054从第一叶片1006向第二凸出1024延伸(例如曲线)。
第一凸出1022的第一顶端1032为弯曲或圆形的。在其他示例中,第一凸出1022的第一顶端1032为线性边缘。如上所述的第一凸出1022的形状使流体物质102在图10和12的涡流室1040以更高的速度旋转和/或漩涡。因此,相比传统的喷雾插件,以较高的剪切速率剪切流体物质102。在其他示例中,第一凸出1022、第二凸出1024、第三凸出1026,和/或第四凸出为其他形状和/或是以一个或多个附加和/或替代的方式被定位。
在所示的示例中,流体物质102流动穿过叶片1006-1012之间的纵向通道1014-1020,并分别进入到由第一凸出1022和第二凸出1024定义的第一横向或倾斜通道1058,由第二凸出1024和第三凸出1026定义的第二横向或倾斜通道1060,由第三凸出1026和第四凸出1028定义的第三横向或倾斜通道1062,由第四凸出1028和第一凸出1022定义的第四横向或倾斜通道1064。倾斜通道1058-1064从侧壁1000往涡流室1040宽度或跨度减少。由于流体物质102流动穿过倾斜通道1058-1064进入至涡流室1040,因此,倾斜通道1058-1064增加了流体物质102的速度。当流体物质位于倾斜通道1058-1064中时,凸出1022-1028的曲率和定位,以及该倾斜通道1058-1064的形状引导流体物质对于纵向轴D-D旋转。由此,凸出1022-28的曲率和定位,以及倾斜通道1058-1064的形状引导流体物质在涡流室1040的上游对于纵向轴D-D旋转。
参照图11,喷雾插件708包括:定义排放口718的孔1100。孔1100延伸穿过端壁1004。在所示的示例中,孔1100具有均匀的直径。在其他示例中,排放口718可以通过其他方式实现。例如,排放口718的一部分可定义具有直径或锥度减小或增加的流体通道。端壁1004的外端1102包括:围绕孔1100的沉孔1104。在一些示例中,端壁1004不包括沉孔1104。
图13和14是示出穿过如图7所示的盖组件的流体物质的示例性流动路径的示意图。图13和14的盖组件的特征通过利用相同的参照符号来表示相同的部件。因此,图13中示出的流体物质102流动穿过歧管800的第一流体通路806和第二流体通路900,并进入到喷雾插件708的腔1002中。然后流体物质102流动穿过纵向通道1014-1020,穿过倾斜通道1058-1064,并进入至涡流室1040。
图15是示出穿过斜通道1058-1064的流体物质102的流动路径的立体图,进入涡流室1040,并穿过图13和14所说明的排放口718。立体图的阴影部分1500表示流体物质102的流动路径,且空处1502、1504、1506、1508分别表示凸出1022-1028。流体物质102对于涡流室1040的中心纵向轴D-D旋转或漩涡,然后流动穿过排放口718。流体物质102继续旋转或漩涡,从而流体物质102移动穿过排放口718进入到周围环境中。流体物质102在涡流室1040中的旋转剪切流体物质102。由此,类似流体物质102的颗粒和/或液滴尺寸,流体物质102的粘度降低。在本系统中,从排放口718排放的流体物质102,流速约为每秒2.4-2.7克,液滴和/或颗粒尺寸的平均直径约为79-121微米。在一些实施例中,流体物质102在喷雾插件708中(例如,在孔1100中)的峰值切向速度约为每秒11-13米。在其他实施例中,流体物质102具有其他峰值切向速度。此外,通过涡流室1040流体物质102的旋转促使流体物质102远离喷雾插件708的中心纵向轴D-D。因此,当流体物质102流动穿过孔1100时,流体物质102从中心纵向轴D-D散开或晕开,并形成具有空气心的锥形液膜,类似图5所示的液膜504和图6A所示的空气心606。在所示的示例中,当流体物质102流动穿过孔1100时,流体物质102最初从中心纵向轴D-D散开或晕开。当示例性喷雾插件708与表面,例如图4的表面104具适当的距离时,流体物质102的流体喷雾在表面上生成与图4的喷雾图案400相似的喷雾图案。
图16-18示出在此公开的用于实现喷雾插件708的示例性尺寸。例如,涡流室1040的直径约为0.038英寸。涡流室1040具有从端壁100的内表面10304至杆904的末端910被测量的高度,相邻地固定时约为0.010英寸。孔1100的长度约为0.019英寸,直径约为0.020-0.022英寸。沉孔1104的长度约为0.008英寸。第一叶片1006和第三叶片1010之间的最小距离约为0.108英寸。第二叶片1008和第四叶片1012之间的最小距离也约为0.108英寸。第一凸出1022的第一曲折点1052与喷雾插件708的中心纵向轴D-D的最小距离为0.047英寸。如上所述的尺寸仅为示例,因此,在不脱离本公开的范围下也可使用其他尺寸。
工业性应用
在此所述的示例可用于分配或排放商业产品的流体物质,例如空气清新剂、药剂、油漆、除臭剂、消毒剂、清洁剂,和/或一个或多个附加和/或替代的物质。
本技术领域的技术人员可根据上述说明对本发明进行多种修改。相应地,示图及解释的说明其目的仅在于使本技术领域的技术人员来制备和使用本发明以引导出执行相同性能的最佳模式。所有的修改权由后附的权利要求范围所定义。

Claims (20)

1.一种与气溶胶容器一起使用的喷雾插件,所述喷雾插件包括:
侧壁;
含有排放口的端壁;
配置在所述侧壁上的第一挡板;
配置在所述侧壁上的第二挡板,所述第二挡板与所述第一挡板隔开,定义第一纵向通道,将流体物质引导至横向通道;和
第一凸出,配置在所述端壁上并从所述第一挡板延伸,定义所述横向通道的一部分,所述第一凸出具有顶端,与所述排放口隔开,其中,所述第一凸出包括翼型部分,将所述横向通道中的所述流体物质引导至涡流室中。
2.根据权利要求2所述的喷雾插件,其中,所述第一凸出含有基部,从所述第一档板延伸至所述翼型部分,其中,所述基部和所述翼型部分形成曲折点。
3.根据权利要求1所述的喷雾插件,所述第一凸出的所述顶端为圆形。
4.根据权利要求5所述的喷雾插件,其中,所述横向通道的跨度从所述侧壁往所述涡流室减小。
5.根据权利要求1所述的喷雾插件,其中,当所述流体物质在所述涡流室的上游时,所述翼型部分引导所述流体物质对于所述喷雾插件的纵向轴旋转。
6.根据权利要求1所述的喷雾插件,其中,所述翼型部分具有第一侧部和第二侧部,所述第一侧部对于第一曲率轴弯曲,所述第二侧部对于第二曲率轴弯曲,所述第二曲率轴以两个垂直方向从所述第一曲率轴偏移。
7.一种喷雾插件,包括:
侧壁;
含有排放口的端壁;
配置在所述侧壁上的第一挡板;和
第一凸出,配置在所述端壁上,将流体物质引导至涡流室中,所述第一凸出从所述第一档板延伸,所述第一凸出含有圆形的顶端、第一侧部、和与所述第一侧部相对的第二侧部,
其中,所述第一侧部具有第一曲率半径和第一弧长,且所述第二侧部具有第二曲率半径和第二弧长,
且其中,所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径,且所述第一弧长大于所述第二弧长。
8.根据权利要求7所述的喷雾插件,其中,所述第一侧部引导所述流体物质进入至所述涡流室中,所述第一侧部与所述第一凸出的第三侧部形成第一曲折点。
9.根据权利要求8所述的喷雾插件,其中,所述第三侧部从所述第一档板延伸至所述第一侧部。
10.根据权利要求8所述的喷雾插件,其中,所述第二侧部与所述第一凸出的第四侧部形成第二曲折点。
11.根据权利要求9所述的喷雾插件,其中,所述第四侧部从所述第一档板延伸至所述第二侧部。
12.根据权利要求7所述的喷雾插件,进一步包括:配置在所述侧壁上的第二档板,所述第二档板与所述第一档板隔开,定义第一纵向通道。
13.根据权利要求12所述的喷雾插件,其中,所述第一纵向通道平行延伸至所述喷雾插件的纵向轴,将所述流体物质引导至由配置在所述端壁上的所述第一凸出和第二凸出定义的倾斜通道中。
14.根据权利要求7所述的喷雾插件,其中,所述顶端与所述排放口隔开。
15.根据权利要求7所述的喷雾插件,其中,所述喷雾插件通过所述排放口排放出含有空气心的所述流体物质的液膜。
16.一种与气溶胶容器一起使用的喷雾插件,所述喷雾插件包括:
侧壁;
从所述侧壁延伸的第一叶片;
含有排放口的端壁;和
第一凸出,含有顶端和侧面,将流体物质引导至涡流室,所述凸出被配置在所述端壁上并从所述叶片延伸,其中所述侧面具有曲折点。
17.根据权利要求16所述的喷雾插件,进一步包括:
第二叶片,从所述侧壁延伸并与所述第一叶片隔开,定义纵向通道;和第二凸出,配置在所述端壁上,从所述第二叶片延伸,并与所述第一凸出隔开,定义倾斜通道。
18.根据权利要求17所述的喷雾插件,其中,所述倾斜通道的宽度从所述侧壁往所述涡流室减小。
19.根据权利要求16所述的喷雾插件,其中,所述喷雾插件通过所述排放口排放所述流体物质的锥形液膜。
20.根据权利要求16所述的喷雾插件,其中,所述凸出的顶端为圆形。
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