CN1069558C

CN1069558C - 喷嘴

Info

Publication number: CN1069558C
Application number: CN93120077A
Authority: CN
Inventors: K·O·赖德勒
Original assignee: Incro Ltd
Current assignee: Incro Ltd
Priority date: 1992-12-05
Filing date: 1993-12-04
Publication date: 2001-08-15
Anticipated expiration: 2013-12-04
Also published as: GB2273066A; WO1994013409A1; GB2273066B; GB9324628D0; AU5572394A; CA2128008C; AU670654B2; JPH07503661A; ES2102185T3; CA2128008A1; ATE153258T1; EP0634956A1; SG43925A1; EP0634956B1; JP2934912B2; DE69310903T2; DE69310903D1; CN1091060A; US5497946A

Abstract

一种能自动清洗而不会堵塞的喷嘴10、11，其中，一个容易拆卸的插入件12由于流体的压力作用而自动移动，从而形成一个喷嘴小孔26，而且当流体压力消失时可以弹性地张开。插入件12可以包括漩流状叶片33以使流体旋转，并可以与静止件14配合操作以形成一个自动防滴流的阀门。

Description

喷嘴

喷嘴是众所周知的用于产生液体受控喷射的装置，应用于诸如喷漆、对庄稼喷射肥料和杀虫剂、工业冲洗和化学处理。对大多数应用来说，喷嘴最重要的是，以预定的喷射图形产生一种均匀液体微滴的均匀分配的喷射。

在大多数情况下，喷射图形是由微细液滴组成的，这些微细液滴是借助迫使液体通过一个大的孔而进入喷嘴并通过一或多个较小的排出小孔排出喷嘴而产生的。所要的液滴越细，排出小孔的尺寸也就越小。已知喷嘴中的排出小孔通常为静态性质和预定尺寸的出口开孔，例如在喷嘴部件端部中钻出或模制的洞孔。小尺寸的出口开孔或洞孔具有经常受液体或喷射设备中存在的脏物颗粒、晶体和其它物质堵塞的倾向。

除去捕集的颗粒以清洗喷嘴并使液体能合适地流动的常规方法非常花费劳力。喷嘴常常需要从喷射设备上卸下来并用手清洗干净。常常有大量的喷嘴，它们很难接近，不易装卸。如果流径喷嘴的物料为有毒的或腐蚀性的液体，喷嘴还可能受它们的污染。当这些采取清洗过程时，生产不可能继续，这是非常费钱的。

为了减少经常清洗喷嘴的需要，在GB0987723中公开了一种包括一个空心件的喷嘴，空心件的前端有一个出口开孔，空心件内部有一个活动装置。活动装置包括许多个可以分开的组合部件，而这个装置可以由于流体压力而移动，使组合部件互相移近，在喷嘴前端形成一个喷射排出小孔。

当流体压力释放时组合部件可以分离，使得排出小孔可以打开而释放颗粒，从而易于防止聚集可能堵塞小孔的物质。

但是，这种已知的喷嘴存在缺点，就是当取向使开放端部位于最低时，组合部件仍在一起，不能释放此类物质。

EP 0482369A中公开了一种喷嘴，其中可分离部件的后部具有沿径向向外伸出的凸缘，凸缘受螺旋形压缩弹簧的后端部啮合，弹簧安置在活动装置和空心件之间的环状空间内，推动装置向后离开空心件的开放前端。为了防止流体从装置的旁路通过(流径该环状空间)，该有凸缘的后部端部载带一个紧靠空心件内表面密封的封装环。此外，空心件的后端部分内部安装了一个保持环，以便将弹簧、封装环和可分离部件保持在空心件内。为了当流体压力撤除时迫使这种可分离部件从喷嘴处分开，上述凸缘的表面是倾斜的，以便弹簧作用于其上，用以推开可分离部件的前端，从而使得当装置向后移动紧靠保持环时小孔打开。

EP 0482369A的喷嘴产生的问题比解决的问题更多。例如，弹簧主要作用在轴向(从前到后)，因此需要封装环，以保证流体压力对装置产生足够的力，以克服弹簧的推力，但结果是(一旦流体供应被停止)，当装置向后移动时，上述环形空间的容积增大，当分离部件分开的同时吸入空气和(或)流体回入空间，存在阻塞物质将被引入环形空间的最终可能性。环形空间中这些物质的存在，特别是凸缘和空心件之间的微小间隙，会导致喷嘴操作失误。

但是，上述喷嘴中固有的主要同题在于，喷嘴复杂，制造费钱，需设计成预先装配好的单元来替换。很清楚，并没有设计成很容易拆卸以便现场清洗，而且如果不更换那些环甚至就很难或几乎不可能重新装配，因而要求用户现场贮备用于每种喷射方案、流速等不同类型的备用喷嘴。

本发明的目的是提供一种结构简单、容易制造和便于现场拆卸清洗的喷嘴。

按照本发明的喷嘴包括一个其中在喷嘴前部具有一个出口开孔的空心件和一个设置在喷嘴内并受向后偏压而压向正常位置的活动装置，在该正常位置中，出口开孔受活动装置的节流最小或不受节流作用，其中，活动装置可以由流体压力从正常位置沿向前方向朝着出口开孔移动，以阻挡流向出口开孔的液流，并产生活动装置的可分离部件之间的相对运动，从而在出口开孔内或邻近出口开孔处产生小于出口的喷射排放小孔，其特征在于，横向偏压机构设置在活动装置内或通过活动装置形成，使可分离部件承受径向向外的力，以推动上述分离部件分开，并加作用力于喷嘴的内表面，从而间接地形成上述向后偏压。

本发明的喷嘴的优点是，喷嘴的活动装置是一个整体，因而容易制造和便于现场拆卸清洗。

为了进一步避免上述问题，本发明还提供了一种所述类型的喷嘴，其特征在于，该空心件中设置了一个邻近出口开孔的密封紧靠表面，而可分离部件在其前端上具有密封表面，用以啮合所述紧靠表面，以便在活动装置的操作位置中形成密封，从而防止流体旁流过一个或多个排液小孔的旁路。

这样，活动装置的其余部分对上述密封的后部在喷嘴中可以是一种间隙配合，以便易于拆卸装置，并将摩擦和阻碍活动装置的物质风险减到最小。

在一些优选实施例中，根据本发明，一种上述类型的喷嘴的特征在于，在活动装置中或通过活动装置形成横向偏压机构，以推动上述可分离部件分开并对喷嘴的内表面施加作用力，从而间接地形成上述向后偏压。

通过安排偏压机构沿分开方向直接作用在装置的可分离部件上，保证了可靠的分开；同时通过在活动装置中形成偏压机构，避免了所有上述与已知螺旋形弹簧、容纳弹簧的环形空间、封装环和保持环有关的问题。

在已知的喷嘴中，可分离部件是彼此分立的单个元件，并且在装置的操作位置中可以移动到紧靠状态。为了进一步减少上述问题和装置的费用，上述可分离部件最好是一个单独主体的部件，它能够弯曲，以允许主体的上述部件之间相对运动。

根据本发明，上述类型的喷嘴的一些优选实施例的特征在于，活动装置包括一个连接上述可分离部件的主体，该柔性主体至少是部分弹性的，并通过推动可分离部件互相离开而对喷嘴的内表面加作用力来形成上述的向后偏压。

偏压机构和可分离部件在一个单独主体中的整体化使喷嘴非常便宜、不容易操作失误和易于检修；并进一步避免了金属螺旋弹簧中已知的固有问题，如腐蚀、泄漏和操作故障，当使用在一种腐蚀或潮湿的环境中时，此种弹簧应特别可靠。

其次，可以利用主体的简单更换来变化喷射特性，而不需要变换喷嘴的其它部件。例如，已知在一个普通静态的非自动清洗喷嘴中安装一个叶片插入件，以便将转动矩传递给喷嘴中的流体，但是在EP0482369A中，可分离部件需占据为这样一个叶片插入件所需的空间。

为了解决这个附加的问题，本发明还提供一种上述类型的喷嘴，其特征在于，移动装置是空心的，并在其中设置了叶片表面或叶片延伸部，以便将转动运动加给通过活动装置的流体。

排放小孔的周边可以完全由活动装置上的喷嘴表面限定，以便与出口开孔的周边分立；或者排放小孔的周边可以仅仅部分地由这种分立的喷嘴表面限定，而与出口开孔的周边会合，使得限定出口开孔的空心件表面的一部分(或若干部分)起另一个喷嘴表面(或若干表面)的作用，以限定上述排放小孔的一部分(或若干部分)。

喷嘴表面可以成形为产生许多个排放小孔。一个或多个排放小孔的流动截面积最好小于出口开孔的一半，如0.01至0.1。

在某些利用几个喷嘴的系统内，当所有装置都处在正常位置时，流体供应速率可能不足以产生移动活动装置所需的最小压力，即使正在提供工作流体速率也如此。为了避免驱动活动装置的问题，柔性主体在其喷嘴正常位置同时起活塞和流动限制器的作用。在一种优选形式中，各部分由起活塞作用的头部连接成整体，该头部的形状形成一个受节流的流体流通路径，其流通截面积大于一个或多个喷射排放小孔产生的流通截面积。流通路径可以在该头部和喷嘴内表面之间形成，但最好主要由头部中的一个孔口形成。

为了当供应压力降到预定最小压力以下时关闭对已知喷嘴的液体供应，例如为了减少喷嘴的滴流，已知在每个喷嘴的紧上游形成压力敏感的关闭阀或止回阀，或者将这样的阀合并入阀门和喷嘴结合的组合件。再次，上面进一步提到的问题还加上涉及阀门的可靠性和堵塞的问题。

为了减少上述问题，处于正常位置的活动装置最好起堵塞通过喷嘴内部的液流的作用。在一种优选实施例中，头部与一个关闭头部上的孔的静止件配合作用，而活塞的压力供应侧面暴露于供给喷嘴的任何压力中。

静止件可以用来限制孔，并可以被这样安排，使得随着活动装置离正常位置的移动距离的增大，上述限制逐渐缩小。

静止件可以起延伸通过孔的轴销的作用并在活动装置内提供一个或多个改变液流的表面，例如将转动施加给该液流。

本发明还进一步提供一种上述类型的喷嘴，其特征在于，活动装置是空心的，并在正常位置中与喷嘴中的静止件相互作用，起关闭进入活动装置的流路的阀门的作用。

空心件最好是一个可松开地固定在入口主体上的罩子，并可以从主体上分开，以便拆卸或插入活动装置。罩子可以包括一个与出口开孔轴向偏移的喷射偏转器，从排放喷嘴来的喷射流可以撞击在偏转器上。

本发明可以用于某些已知形式的喷嘴中，即本发明提供的一种活动装置，可以插入一个具有可拆卸罩子的喷嘴，罩子有一个孔，以提供一个出口开孔，该活动装置包括几个可分开的喷嘴表面，这些表面可以克服活动装置中的偏压而被引入互相邻接的位置，从而形成一个喷射流排放小孔。

喷嘴表面可以成形为形成任何合适的几何构型的排液小孔。

喷嘴表面可以设置在可分离部件的顶部上，这些顶部的材料可以相同于或不同于可分离部件的其余部分，例如在塑料主体或可分离部件上的金属或陶瓷顶部。

下面通过实例参考附图进一步详细地说明本发明，附图中：

图1表示本发明的装有活动装置第一种形式的喷嘴处于喷射“操作”位置时的轴向截面图；

图2表示活动装置位于“正常”位置时喷嘴一部分的轴向截面图；

图3表示本发明活动装置第一种形式的模制状态平面图；

图4表示通过喷嘴中使用的改型静止件和部分活动装置的轴向截面图；

图5表示本发明活动装置第二种形式的模制状态平面图；

图6表示通过活动装置另一种改型形式的截面图；

图7、8、9表示提供不同喷射图形的喷嘴各变型的前端视图；

图10是通过喷嘴又一种改型形式的第一部分的轴向截面图；

图11是装置处于操作状态时的前端视图，移去了图10中所示的罩子；

图12表示与图4相似的静止件和装置的另一种改型形式的视图。

参考图1至3，喷嘴主要包括一个空心的入口主体10，其上可以松开地安装了一个罩子11形式的空心件，和一个可以在主要由罩子限定的圆筒形空间13内活动的活动装置12。喷嘴也可以任选地安装静止件14和(或)过滤器15。

罩子11设有出口开孔16，并具有一个圆锥形倾斜的内部斜面17，该斜面从开孔16引向围绕圆筒形空间13的圆筒形内表面18。

活动装置12是一个由塑料模制成的挠性主体，其形状包括形成与头部21连接的臂20的部件。每个臂20在其自由端部形成一个喷嘴表面22、至少一个邻接表面23(图3)和一个滑动表面24(图2)，它们处于预定的相互配合的结构形状。在图1至图3所示的实施例中，提供了两个臂20，而表面22的形状制成，当邻接表面22(图1)的几个表面23之间限定一个排放小孔26时，该排放小孔26小于出口开孔16并与其同心。

头部21的尺寸做成能在圆筒形空间中滑动配合，并形成轴向孔28，后者提供流体流入活动装置12的节流流路。

每个臂20通过整体的弹性折叶27连接在头部21上，使得这些臂能够克服图3所示的“模制”状态的固有弹性阻力而摆动到一起，从而使装置插入圆筒形空间13中，使滑动表面24在装置12处于正常位置时与斜面17相接触(图2)。

斜面17倾向圆筒形空间13的中心轴线，倾斜角是这样确定的，使得滑动表面与斜面的强制性啮合的反作用(由于上述弹性阻抗加到臂上的沿径向向外指向的力)产生一个向后指向的偏压，其作用能推动活动装置沿轴向离开出口开孔16并移向正常位置。上述邻接表面23在正常位置是分开的，使得表面22不再限定排放小孔26，只是在出口开孔背后形成相当宽的流路29(图2)。

在使用中，在没有静止件14和过滤器15的情况下，当流体开始供给喷嘴时，通过喷嘴流动的初始阻抗主要取决于节流通道的面积即孔28的面积，液体将首先流经臂之间的宽阔流路29通向开孔16，直到传送到头部21上的力(在这些条件下该头部的作用像一个活塞)足以克服偏压(及表面24和17的啮合摩擦力)，从而驱动装置向前朝着出口运动。这种向前运动使臂的自由端部受到向着轴方向的力，此时表面24在斜面17上滑行，直到邻接表面23互相紧靠而形成排放小孔26，此时装置到达操作位置。在该操作位置，斜面17同时起密封邻接表面的作用，而滑动表面24同时起密封表面作用，后者啮合表面17，形成密封，防止流体从孔26的旁路经过；而初始阻抗主要取决于孔26的尺寸。

宽阔的流路29最好具有大小与出口开孔16相近的最小流动截面积。

最初的液流起冲洗液流的作用，用以除去颗粒物质，否则这些微粒会节流或堵塞孔26。

上述简单例子要求在产生足够的活塞力的必要性和保持孔28足够大以减少堵塞可能的愿望之间保持折中。当流体供应充分时这种折中并不显得重要，但如果流体供应的速率受到限制则有可能造成有害影响。在后一种情况下，通过在圆筒形空间内安置一个静止的流动限制器30可以免去折中条件的选择，此时静止的流动限制器30在装置的正常位置限制孔28，直到该装置向前移动而使孔脱离限制器，从而使各个臂沿径向彼此相向地移动到一种程度，使流动阻力大体上由表面22和(或)23之间的间距决定。静止限制器30被安置成允许冲洗流通过，同时当装置返回正常位置时起描子或擦拭器的作用，以清除孔28。

限制器的大小可以在正常位置中完全闭合孔28；以及，如果装置的头部21足够紧密装在圆筒形空间中，则限制器和头部将起单向阀的作用，以进一步避免流体流过喷嘴，即泄漏；以及，如果包括过滤器15，则保持过滤器浸泡在液体中。

但是，头部在圆筒中最好是间隙配合或自由滑动配合；以及，如果需要单向阀功能，则使用静止件14。静止件主要为一个有洞孔的圆盘，其中洞孔31并不与孔28对准，因而当头部紧靠圆盘时孔28被封闭，而头部仍然暴露在通过洞孔31施加的流体压力之下。

在这样一种喷嘴形式中，圆盘14被定位，以限制所述装置的行程，使得在正常位置时，表面24仍然与斜面17接触，从而保持上述向后的偏压，并迫使活塞紧靠圆盘。因此在液流开始通过流通通道之前，初始的向前运动由加所需的量小的力传送给活塞的流体源的压力启动。

限制器30可以任选地设置，或如图所示地安装在圆盘14上。

活动装置可以模制有叶片33，以便使流体转动，例如如图1和5所示；或者可以在装置上形成携带叶片35的一或数个附加臂34，例如图5所示。限制器30上可设置一个旋流叶片37，而洞孔31可以倾斜设置以加强旋流，如图4所示。所述臂可以具有如图5中虚线所示的侧面延伸部45，后者在操作位置中紧靠，从而在臂之间形成一个平滑的壁状圆形区旋流室46(图6)。

排放小孔的形状和数目取决于所需喷射流的形式。例如，一个臂20上的邻接表面23可以位于两个喷嘴表面22之间，每个喷嘴表面延伸到臂的一个边缘，如图7所示，使得在操作状态下这些边缘紧靠出口开孔16的表面，结果在开孔内由表面22形成与开孔16相伴的一对排放小孔26。

可以利用多于两个的臂20以相等或不相等的角度间隔围绕头部，如图8中所示的三个臂20。

在排放小孔26不是圆形而是例如图9所示的长形的场合，或在需要相对轴线不对称或非圆形形式的喷射液图形的场合，装置12在圆筒形空间13中的轴向取向可以用任何适当的导向机构来确定。例如，孔28可以是钥匙孔形式，也可以如图12所示，使用一个具有与轴平行而偏心地提入孔中的导向指状件38的静止件14的改型形式作为导向机构。但是，最好对圆筒形空间提供一个轴向肋板50以便啮合在头部的凹口51中(图2和图3)，或者在圆筒形空间中设置一个键槽，以便接受头部21周边上的径向凸出部。如从图6中可见，折叶27在头部的周边上形成弦状平面53。而为了防止转动，圆筒形空间可以具有没有图示的相应的弦状平面。罩子11上可以设置标记54，以指示装置12的取向及由此形成的喷射流图形。

产生偏压的弹性阻力可以通过下列方式补充，例如，通过延伸叶片33紧靠而推动臂20离开；通过使用臂34上的叶片35推动臂20离开；通过在臂20上设相对头部接合和反作用于其上的支撑39，从而沿径向向外推动臂(图1和图3)；或者通过上述各种方式的组合。

可以有利地利用罩子上的制动表面或凸缘42来对着臂的端部密封，以防止流体在排放小孔的旁路通过；而在这样的实施例中，滑动表面24可以由臂20上的狭窄肋板43提供，以减少与斜面啮合时的摩擦(图10和图11)。

在操作位置中，臂20的端部可以向前突出越过出口开孔16(图10)，可以与出口开孔共同成为终端(图8)，可以延伸到出口开孔中或终止在出口开孔的后部(图1和图7)。

在所有的实施例中，活动装置的移动(和任意弯曲)的作用是在装置上移去和(或)撞下固体或非流体的沉积物，以便通过冲洗流与其它颗粒一起除去，用以对喷嘴自动清洗或除去堵塞。可以利用流体供应的重复中断，以便于喷嘴的清洗和除去堵塞。

本发明不限于上述例子的细节，在本发明的范围内可以有许多变化和改型。

例如，罩子可以仅仅设置制动表面或凸缘42或斜面17，其余圆筒形表面17和18或表面18可以由入口主体10设置，或者由插入喷嘴内部的合适形状的插入件(未图示)设置。

在使用成形插入件的场合下，零部件如静止件14和(或)过滤器15，与装置一起，或其中任何一个，可以同插入件一起预装配形成一个装配件，以便于适配已知形式的喷嘴，或修理或重新擦洗本发明的喷嘴。

静止件14和过滤器15不一定要安置在罩子和主体之间的结合部处，虽然如图1所示，利用结合部密封垫圈44和过滤器上的定位凸缘可方便地安置静止件14。

此处使用的术语和用语是作为例子的，其范围包括可以应用的通用术语和同义的及功能上的等价用语。

本发明还提供一种喷嘴、活动装置或组合件，它们包括此处公开的或附图内的任何新颖部分、特点或功能配置，或如此公开的部件、特点或功能配置的新颖组合。

例如，本发明还提供并包括一个喷嘴，它有一个限定出口开孔的空心件和一个可在喷嘴内在正常位置和操作位置之间移动的装置，在正常位置时出口开孔不受节流或尽可能小地受节流作用，而操作位置形成一个位于出口开孔内或接近出口开孔的排放小孔，其流动横截面小于出口开孔横截面的一半。

Claims

1．一种喷嘴，包括一个其中在喷嘴前部具有一个出口开孔的空心件和一个设置在喷嘴内并受向后偏压而压向正常位置的活动装置，在该正常位置中，出口开孔受活动装置的节流最小或不受节流作用，其中，活动装置可以由流体压力从正常位置沿向前方向朝着出口开孔移动，以阻挡流向出口开孔的液流，并产生活动装置的可分离部件之间的相对运动，从而在出口开孔内或邻近出口开孔处产生小于出口的喷射排放小孔，其特征在于，横向偏压机构设置在活动装置内或通过活动装置形成，使可分离部件承受径向向外的力，以推动上述分离部件分开，并加作用力于喷嘴的内表面，从而间接地形成上述向后偏压。

2．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：活动装置包括包含所述可分离部件的柔性主体。

3．如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于：所述柔性主体至少部分是弹性的，并通过推动可分离部件彼此分离而提供上述向后偏压。

4．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：横向偏压机构包括一个容纳在活动装置内位于所述可分离部件之间的弹性件。

5．如权利要求4所述的喷嘴，其特征在于：所述活动装置或所述弹性件构形为向通过活动装置的流体施加旋转运动。

6．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：活动装置在其中设有导流机构以向通过活动装置的流体施加旋转运动。

7．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：活动装置在正常位置与喷嘴中的静止件配合以便节流进入活动装置的开孔。

8．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：活动装置在正常位置与喷嘴中的静止件配合作用，起关闭进入活动装置的液流路径的阀门作用。

9．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：排放小孔的周边完全由可分离部件上的喷嘴成形表面限定。

10．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：排放小孔的周边是由可分离部件上的喷嘴表面和出口开孔表面的一部分的组合所限定。

11．如权利要求8所述的喷嘴，其特征在于：上述表面限定多个排放小孔。

12．如权利要求9所述的喷嘴，其特征在于：上述表面限定多个排放小孔。

13．如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于：在正常位置，柔性主体在喷嘴中起活塞和液流限制器的作用。

14．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：活动装置是热塑性材料的模制品。

15．如权利要求14所述的喷嘴，其特征在于：模制品包括通过整体柔性折页连接到一中央部分的至少两个臂。

16．如权利要求15所述的喷嘴，其特征在于：所述臂终止于自由端，自由端的形状为具有形成排放小孔的表面和与喷嘴的所述内表面滑动接合的表面。

17．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：空心件是一个可松开的固定在入口主体上的罩子，并可以从主体分开，以便可以拆卸或插入活动装置。

18．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：所述内表面由入口主体形成，活动装置在入口主体中滑动。

19．如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于：导向机构可滑动地啮合所述活动装置，以防止后者转动。

20．如前述任一权利要求所述的喷嘴，其特征在于：止挡凸缘或所述内表面具有一个邻接出口开孔的密封紧靠表面，而分离部件具有前端部分，其形状能啮合所述的紧靠表面，以形成活动装置在操作位置时的密封，从而防止流体从一或多个排放小孔的旁路通过。

21．一种喷嘴，具有一个活动装置，该装置包括一个模制的塑料主体，其特征在于：许多个臂通过折页部分连接到头部上，且这些臂具有其形状可以紧靠的端部，以便当主体受到弹性压缩时，该端部彼此相向移动，从而至少形成喷嘴排放小孔的一部分。