CN110167679A

CN110167679A - 喷射帽

Info

Publication number: CN110167679A
Application number: CN201780024189.XA
Authority: CN
Inventors: 威廉·K·比厄里亚
Original assignee: Finishing Brands Holdings Inc
Current assignee: Finishing Brands Holdings Inc
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2019-08-23
Also published as: US11020759B2; WO2017184647A1; MX2018012782A; EP3445498A1; CA3020889A1; JP2019514670A; EP3445498B1; JP6875418B2; US20170304852A1

Abstract

一种系统包含被配置成耦接到喷射工具(10、12)的喷射帽，其中所述喷射帽包含主体以及穿过主体的空气塑形通道(20)。空气塑形通道(20)包含流动控制通道(14)、处于流动控制通道的下游的膨胀室(18)以及处于膨胀室(18)的下游的一个或更多个空气塑形出口。

Description

喷射帽

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年4月20日申请的名为“用于控制喷射工具的喷射帽中的空气塑形流的系统(SYSTEM FOR CONTROLLING AIR SHAPING FLOW IN SPRAY CAP OF SPRAYTOOL)”的第62,325,061号美国临时专利申请的优先权与权益，所述美国临时专利申请全文以引用方式并入本文中。

背景技术

本发明总的来说涉及喷射装置，并且更明确地说，涉及喷射工具的喷射帽。

本章希望向读者介绍可与下文所述的本公开的各方面相关的技术的各方面。此论述内容被认为有助于向读者提供背景信息以便于较好地理解本公开的各方面。因此，应理解，这些陈述应从这方面来解读，而并不被承认为是现有技术。

喷涂装置用于将喷射涂层涂覆到各种目标物体。为了实现喷射涂层的期望的涂饰质量，喷涂装置可输出具有特定形状的涂布材料的喷雾。不幸的是，所述形状由于各种因素(例如，穿过喷涂装置的空气的非均匀流或分布)可能是非均匀的或并非最佳的。

发明内容

在下文概述范围与初始主张的发明相称的某些实施例。这些实施例不希望限制本发明的范围，而实际上，这些实施例仅希望提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种形式。

在某些实施例中，一种系统包含被配置成耦接到喷射工具的喷射帽，其中所述喷射帽包含主体以及穿过主体的空气塑形通道。空气塑形通道包含流动控制通道、处于流动控制通道的下游的膨胀室以及处于膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。

在某些实施例中，一种系统包含喷射工具，其中所述喷射工具包含具有流体通道和空气通道的主体部分以及流体耦接到流体通道和空气通道的头部部分。头部部分包含具有流体喷嘴容口、空气雾化通道以及空气塑形通道的喷射帽。空气塑形通道包含流动控制通道、处于流动控制通道的下游的膨胀室以及处于膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。头部部分还包含设置在流体喷嘴容口中的流体喷嘴。

在某些实施例中，一种系统包含被配置成安装在喷射工具的喷射帽的主体中的凹处内的流动控制插入件。所述流动控制插入件包含空气塑形通道，其中所述空气塑形通道具有流动控制通道、处于流动控制通道的下游的膨胀室以及处于膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。

附图简单说明

当参照附图阅读具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：

图1是喷射工具的实施例的横截面侧视图，其中所述喷射工具具有喷射帽，所述喷射帽沿着空气塑形通道具有流动控制特征；

图2是在剖切线2-2内截取的图1的喷射工具的实施例的部分横截面侧视图，图示出空气塑形通道的细节，其中所述空气塑形通道包含流动控制通道、处于流动控制通道的下游的膨胀室以及处于膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口；

图3是沿着剖切线3-3截取的图2的喷射帽的实施例的横截面前视图，图示出通往流动控制通道的空气塑形通道的上游部分；

图4是沿着剖切线4-4截取的图2的喷射帽的实施例的横截面前视图，图示出流动控制通道处的空气塑形通道的一部分；

图5是沿着剖切线5-5截取的图2的喷射帽的实施例的横截面前视图，图示出处于流动控制通道的下游的膨胀室处的空气塑形通道的下游部分；

图6是图1的喷射帽的实施例的横截面侧视图，图示出设置在喷射帽的主体中的凹处中的流动控制插入件，其中流动控制通道部分地沿着流动控制插入件而设置，并且膨胀室设置在流动控制插入件与凹处之间；

图7是沿着剖切线7-7截取的图6的喷射帽的实施例的俯视图，图示出流动控制通道的环形形状以及多个对准特征，其中所述对准特征有助于流动控制插入件与喷射帽的主体中的凹处之间的对准；

图8是图1的喷射帽的实施例的横截面侧视图，图示出设置在喷射帽的主体中的凹处内的流动控制插入件，其中流动控制插入件包含由一个或更多个连接部分耦接在一起的内部插入件部分和外部插入件部分，并且流动控制通道设置在内部插入件部分与外部插入件部分之间；

图9是沿着剖切线9-9截取的图8的喷射帽的实施例的俯视图，图示出处于内部插入件部分与外部插入件部分之间的流动控制通道的大致环形的形状(例如，分段环形形状)，并且一个或更多个连接部分耦接内部插入件部分与外部插入件部分；

图10是图1的喷射帽的实施例的横截面侧视图，图示出具有空气塑形通道的空气帽的单件式构造(例如，单件式结构)，其中所述空气塑形通道具有流动控制通道、膨胀室和一个或更多个空气塑形出口；

图11是沿着剖切线11-11截取的图10的喷射帽的实施例的俯视图；

图12是图2的流动控制通道的实施例的部分横截面侧视图，其中流动控制通道具有恒定宽度的通道，所述恒定宽度的通道具有沿着喷射帽的中心轴线在轴向方向上恒定的径向宽度；

图13是图2的流动控制通道的实施例的部分横截面侧视图，其中流动控制通道具有宽度收窄的通道，所述宽度收窄的通道具有沿着喷射帽的中心轴线在轴向方向上增大或减小的径向宽度；

图14是图2的流动控制通道的实施例的部分横截面侧视图，其中流动控制通道具有收窄通道部分、喉部部分以及外扩通道部分，以使得流动控制通道的径向宽度沿着喷射帽的中心轴线在轴向方向上减小并接着增大；

图15是沿着剖切线4-4截取的图2的喷射帽的实施例的横截面前视图，图示出流动控制通道处的空气塑形通道的部分的另一实施例，其中所述流动控制通道具有围绕喷射帽的中心轴线在周向方向上变化的径向宽度，以使得径向宽度朝向喷射帽的空气塑形凸角增大；以及

图16是沿着剖切线4-4截取的图2的喷射帽的实施例的横截面前视图，图示出流动控制通道处的空气塑形通道的部分的另一实施例，其中所述流动控制通道具有围绕喷射帽的中心轴线在周向方向上变化的径向宽度，以使得径向宽度朝向喷射帽的空气塑形凸角减小。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或更多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，在本说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出众多专门针对实施方案的决策来实现开发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件在不同的实施方案中是不同的。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂和费时的，但是仍然将是可受益于本公开的一般技术人员进行设计、构造和制造的例行工作。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，用词“一”和“该”希望表示可存在一个或更多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”希望是包含性的并且表示可存在除所列出的元件以外的额外元件。

本公开总的来说涉及喷射工具，并且更明确地说，涉及用于喷雾雾化的喷射帽或空气帽。喷射帽具有主体以及将空气供应到喷射工具的凸角的空气塑形通道，其中空气塑形通道可包含流动控制通道或环形间隙、处于流动控制通道的下游的膨胀室以及处于膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。在某些实施例中，流动控制通道、膨胀室和空气塑形出口可整体形成为喷射帽的一部分(例如，单件式结构)。在一些实施例中，流动控制通道可至少部分或完全穿过流动控制插入件而形成，其中流动控制插入件装配在喷射帽的主体中的凹处内。流动控制通道和膨胀室帮助在喷射帽周围更均匀地调节和分配空气塑形流，因此改善涂布材料的喷雾的形状以及由喷雾形成的涂层的质量。例如，流动控制通道可以是实质上环形的通道(例如，连续环形通道或分段环形通道)，其中所述实质上环形的通道在膨胀室中的膨胀之前限制空气塑形通道。以此方式，流动控制通道和膨胀室帮助去除由各种上游特征(例如，处于喷射帽的上游的一个或更多个离散的空气供给通道)导致的空气塑形流的压力、速率和流率的变化。因此，由于实质上环形的形状以及流动限制，流动控制通道帮助将空气塑形流更均匀地分配到空气塑形出口。因此，穿过空气塑形出口的更均匀的空气塑形流帮助改善喷雾的形状以及由喷雾涂覆的涂层的质量。此外，流动控制通道和膨胀室可帮助减少由穿过喷射工具的空气塑形流产生的噪声。

图1是图示在喷射工具12中具有流动控制部分11的喷射工具组件10(例如，喷涂枪)的实施例的横截面侧视图，其中流动控制部分11在上游室16(例如，空气塑形供应室)与下游室18(例如，膨胀室)之间具有流动控制通道14，所述下游室18通往一个或更多个空气塑形出口20。如下文更详细地论述，流动控制部分11被配置成更均匀地调节并分配空气塑形流以改善涂布材料的喷雾的形状以及由喷雾形成的涂层的质量。

喷射工具组件10包含空气供应器13以及耦接到喷射工具12的重力供料容器组件15。如图示，喷射工具12包含耦接到主体19的喷射末端组件17。喷射末端组件17包含流体喷嘴或液体输送末端组件22，其中流体喷嘴或液体输送末端组件22可移除地插入到主体19的插孔24中。例如，多种不同类型的喷射工具装置可被配置成接纳并使用流体喷嘴22。喷射末端组件17还包含耦接到流体喷嘴22的喷雾形成组件26。喷雾形成组件26可包含各种喷雾形成机构，例如，空气雾化机构、旋转式雾化机构以及静电雾化机构。然而，所图示的喷雾形成组件26包括流体耦接到流体/液体通道和空气通道的头部部分28。头部部分28经由保持组件30(例如，螺纹、螺栓和螺母、保持环等)而可移除地紧固到主体19。头部部分28包含喷射帽29，其中喷射帽29包含各种空气雾化孔，例如，一个或更多个中央空气孔或雾化出口32，它们沿着喷射帽29的中央部分围绕着流体喷嘴22的流体末端出口34(例如，液体出口)设置。喷射帽29可还具有一个或更多个空气塑形出口或孔20，其中一个或更多个空气塑形出口或孔20使用空气射流以迫使喷雾形成期望喷雾图案(例如，平射喷雾)。喷雾形成组件26可还包含各种其它雾化机构以提供期望喷雾图案和液滴分布。

喷射工具12的主体19包含用于喷射末端组件17的各种控制与供应机构。如图示，主体19包含液体输送组件38，其中液体输送组件38具有从液体入口耦接件42延伸到流体喷嘴22的液体通道40。主体19还包含液体阀门组件44，其中液体阀门组件44具有针阀46，针阀46在流体喷嘴22与液体阀门调整器48之间可移动地通过主体19延伸。液体阀门调整器48抵抗设置在针阀46的后段52与液体阀门调整器48的内部部分54之间的弹簧50而可旋转地调整。针阀46还耦接到扳机56，以使得针阀46可随着扳机56围绕枢转接头58逆时针旋转而远离流体喷嘴22向内移动。然而，可在本技术的范围内使用任何适当的可向内或向外打开的阀门组件。液体阀门组件44还可包含各种填实和密封组件(例如，填实组件60)，其中各种填实和密封组件设置在针阀46与主体19之间。

空气供应组件62也设置在主体19中以在喷雾形成组件26处有助于空气驱动的雾化和塑形。所图示的空气供应组件62经由空气通道66和68而从空气入口耦接件64延伸到喷射帽29。空气供应组件62也包含各种密封组件、空气阀门组件和空气阀门调整器以维持并调节穿过喷射工具12的空气压力和流量。例如，所图示的空气供应组件62包含耦接到扳机56的空气阀门组件70，以使得扳机56围绕枢转接头58的旋转打开空气阀门组件70以实现从空气通道66到空气通道68的空气流动。空气供应组件62还包含空气阀门调整器72以调节通往喷射帽29的空气流。如图示，扳机56耦接到液体阀门组件44与空气阀门组件70两者，以使得随着朝向主体19的手柄74扣动扳机56，液体和空气同时流动到喷射末端组件17。一旦扣动，喷射工具12便产生具有期望喷雾图案和液滴分布的雾化喷雾。

重力供料容器组件15和空气供应器13将相应涂布材料(例如，液体或粉末涂布材料)和空气提供给喷射工具12。空气供应器13使喷射工具12能够将离开重力供料容器组件15的涂布材料喷射并塑形。空气供应器13在空气入口耦接件64处耦接到喷射工具12，并经由空气导管76而供应空气。空气供应器13的实施例可包含空气压缩机、压缩空气罐、压缩惰性气体罐(例如，氮气罐)或其组合。在所图示的实施例中，重力供料容器组件15直接安装到喷射工具12以将涂布材料(例如，溶剂、油漆、密封剂、染色剂等)供应到喷射工具12。所图示的重力供料容器组件15包含喷射涂料供应容器78、盖80、过滤器组件82和转接器86。

图2是图1的喷射工具的实施例的部分横截面侧视图，图示出喷射帽29的喷雾形成组件26的细节。如图示，喷雾形成组件26包含头部部分26，其中头部部分26具有安装插入件101、流体喷嘴22、喷射帽29和保持组件30。流体喷嘴22延伸到主体19中的凹处102(例如，环形凹处)中、穿过安装插入件101中的中心孔103、穿过喷射帽29中的中心孔104并部分进入到喷射帽29中的流体出口34中。流体喷嘴22可手动插入、压配合、螺纹耦接或以其它方式固定地或可移除地耦接到主体19的凹处102中。同样，安装插入件101在流体喷嘴22周围周向124延伸，并且可移除地或固定地耦接到主体19中的凹处105(例如，环形凹处)。例如，安装插入件101可压配合或螺纹耦接到主体19中的凹处105。流体喷嘴22还包含外部凸缘部分106(例如，锥形环形凸缘部分)，其中外部凸缘部分106装配在安装插入件101与喷射帽29之间。例如，外部凸缘部分106可抵接到喷射帽29的主体108上的锥形部分107(例如，锥形环形表面)。在所图示的实施例中，锥形部分107设置在主体108的内壁109(例如，内部环形壁)上。因此，外部凸缘部分106和锥形部分107在安装插入件101、流体喷嘴22、喷射帽29和保持组件30的完全组装之后在喷射帽29与流体喷嘴22之间产生锥形界面(例如，压配合界面)。例如，保持组件30可包含保持螺母125，其中保持螺母125与喷射帽29的主体108的外壁111(例如，径向突起的外部环形凸缘)耦接并且还与安装插入件101耦接(例如，经由螺纹界面113)。随着保持螺母125经由螺纹界面113而螺接到安装插入件101上，保持螺母125将喷射帽29朝向主体19向内拉动，并且在喷射帽29与安装插入件101之间轴向120地挤压流体喷嘴22。

在所图示的实施例中，涂布材料通道112(例如，流体或液体通道)、空气雾化通道114以及一个或更多个空气塑形通道116延伸穿过喷射工具12的主体19、安装插入件101以及喷射帽29的主体108。在喷射操作期间，在针阀46(参见图1)被致动以远离流体出口34回撤时，涂布材料(例如，液体或粉末涂布材料，例如，油漆)在流体出口34处离开喷射工具12。同时，穿过空气雾化通道114的空气从空气雾化出口32排出以使液体涂布材料雾化。基本上同时地，穿过空气塑形通道116的空气从空气塑形出口20排出以塑形或迫使喷雾(例如，雾化的液体涂布材料)形成期望喷雾图案(例如，平射喷雾)。

可参照中心纵向轴线119、轴向方向或轴线120、径向方向或轴线122以及周向方向或轴线124来描述喷射帽29。如图示，喷射帽29被配置成在轴向方向120上输出雾化空气和液体涂布材料，并且空气雾化通道114和空气塑形通道116是围绕中心轴线119周向延伸的大致环形的通道。明确地说，空气雾化通道114和空气塑形通道116在径向方向122上一个接一个围绕流体通道112同心地设置。喷射帽29包含多个凸角或轴向突起110(例如，2个、3个、4个、5个、6个或更多个突起)，其中多个凸角或轴向突起110远离具有出口32和34的中央区域31在轴向方向120上向下游延伸，以使得空气塑形通道116向下游延伸超出出口32和34直到具有空气塑形出口20的一个或更多个下游位置处的突起110的下游部分118(例如，末端部分)。因此，喷射工具12通过中央区域31处的出口32和34而输出雾化空气和涂布材料(例如，液体涂布材料)，以在空气塑形出口20的上游形成涂布材料的喷雾，以使得空气塑形出口20接着将空气塑形流(例如，射流)从突起110的下游部分118朝向喷雾和轴线119向内引导以将喷雾塑形为期望喷雾图案。

在所图示的实施例中，空气塑形通道116包含设置在上游室16(例如，空气塑形供应室)与下游室18(例如，膨胀室)之间的流动控制通道14，其中下游室18通往每一突起110的下游部分中的一个或更多个空气塑形出口20(例如，2个、3个、4个、5个、6个或更多个出口)。流动控制通道14可设置在突起110的上游区域或底部处，例如，在喷射帽29的上游部分126中。在某些实施例中，流动控制通道14可至少部分在流动控制结构115(例如，环形结构部分)中或沿着流动控制结构115设置，其中流动控制结构115可与喷射帽29整体形成或与喷射帽29分开。例如，流动控制结构115和流动控制通道14可以是喷射帽29的整体部分(例如，与喷射帽29形成单件结构或固定地耦接到喷射帽29)。又如，流动控制结构115可以是被配置成与喷射帽29耦接的流动控制插入件，其中流动控制通道14可至少部分在流动控制插入件内或沿着流动控制插入件设置(例如，完全设置在插入件内或设置在插入件与喷射帽29之间)。

上游室16、流动控制通道14和膨胀室18可以是基本环形的室或通道，其中基本环形的室或通道围绕中心轴线119周向124延伸。流动控制通道14的尺寸相对于上游室16与膨胀室18两者可以较小(例如，减小的或受限制的横截面积和径向122宽度)。例如，流动控制通道14的横截面积或径向122宽度可小于上游室16和/或下游室18的对应横截面积或径向122宽度的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。又如，膨胀室18的横截面积或径向122宽度可等于、小于或大于上游室16的对应横截面积或径向122宽度。在某些实施例中，膨胀室18的横截面积或径向122宽度可比上游室16的对应横截面积或径向122宽度大至少约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、90％或100％。此外，流动控制通道14、上游室16和膨胀室18的径向122宽度可以是均匀的或围绕中心轴线124在周向方向124上变化，因此将根据期望调节和流体分配的空气塑形流提供给空气塑形出口20。

在操作中，流动控制部分11引导空气塑形流以依序穿过上游室16、流动控制通道14和膨胀室18。以此方式，流动控制部分11迫使空气塑形流扩散以实现上游室16中的较好分布，通过流动控制通道14的减小的径向122宽度挤出，所述挤出的空气塑形流具有相应增大的速度和减小的静态压力从而实现空气塑形流的改善的调节和分布，并且接着在输送到空气塑形出口20之前在膨胀室中膨胀，所述膨胀的空气塑形流具有对应的速率减小以及压力恢复。因此，与不具有流动控制部分11的配置相比，在每一出口20处以及不同出口20之间，空气塑形流更均匀(例如，压力、速率、流率等)。在某些实施例中，流动控制部分11可减少空气塑形流中的湍流和/或将更呈层状的流提供给空气塑形出口20。例如，空气湍流可存在于流动控制部分11上游的空气流中(例如，由于空气供应器13中的波动；流动通道的变化，例如，弯曲部、中断部、通道的交叉处、几何结构的改变等)。然而，流动控制部分11(例如，流动控制通道14以及室16和18)可帮助改善空气流分布(例如，更均匀的速率、压力、流率等)，这可帮助减少在上游产生的湍流和/或提供更呈层状的流。此外，膨胀室18可帮助减少由流动控制部分11的上游的空气流产生的噪声和/或若没有流动控制部分11则会出现在喷射工具12中的噪声。

图3、图4和图5是图2的头部部分28的横截面前视图，进一步图示出空气塑形通道116的细节，在该空气塑形通道116通过喷射帽29中的上游室16、流动控制通道14和膨胀室18时，其横截面积有变化。图3是沿着图2的剖切线3-3截取的横截面前视图，图示出通往流动控制通道14的空气塑形通道116的上游部分(例如，上游室16)。空气塑形通道116(具体来说，上游室16)可被配置成经由沿着上游室16(例如，环形室)设置在不同离散位置中的一个或更多个离散空气孔150而接收(例如，从空气通道68)供应的空气。考虑到空气孔150的离散位置，空气以非均匀方式供应到上游室16(例如，环形室)。同样，在更下游位置，流动控制部分11(明确地说，流动控制通道14和膨胀室18)被配置成帮助调节和控制空气流到空气塑形出口20的分配。

如图3所图示，流体通道112(例如，环形流体通道)围绕针阀46周向124设置(例如，同轴布置)。流体喷嘴22(例如，环形壁128)围绕流体通道112周向设置，以帮助将流体流穿过围绕针阀46的流体通道112而导引到流体出口34。流体喷嘴22还包含空气雾化通道114的部分，具体来说，以周向布置130设置在流体喷嘴22的环形壁128中的多个空气雾化通道114。空气雾化通道114被配置成将空气流馈送到喷射帽29的中心孔104，并随后馈送到空气雾化出口32中。空气塑形通道116的上游室16(例如，环形室或流体通道)围绕流体喷嘴22和喷射帽29的上游部分126而周向124设置。因此，流体喷嘴22和喷射帽29的上游部分126大体上限定上游室16的内壁(例如，内部环形壁)。保持组件30(例如，保持螺母125)围绕上游室16周向124设置，并且因此限定上游室16的外部环形壁。同样，上游室16(例如，环形室)帮助将空气流引导到流动控制通道14中，以实现空气流的改善的流分配和调节或控制(例如，压力、速率、流率等)。

图4是沿着图2的剖切线4-4截取的横截面前视图，图示出流动控制通道14处的空气塑形通道116的部分。如图示，流动控制通道14具有环形横截面(例如，环形流动控制通道)，其中所述环形横截面的径向宽度132小于上游室16的径向宽度134(参见图3)。例如，流动控制通道14的径向宽度132(或横截面积)可小于上游室16的径向宽度134(或横截面积)的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。因此，流动控制通道14限制空气流，从而导致速率的增大和静态压力的减小，因此帮助调节空气流并较好地将空气流分配到下游膨胀室18中。在某些实施例中，流动控制通道14和流动控制结构115可以是喷射帽29的整体部分(例如，与喷射帽29形成单件或固定地耦接到喷射帽29)，或流动控制通道14可至少部分在流动控制插入件内或沿着流动控制插入件设置(例如，完全设置在插入件内或设置在插入件与喷射帽29之间)。

图5是沿着图2的剖切线5-5截取的横截面前视图，图示出处于流动控制通道14的下游的膨胀室18处的空气塑形通道116的下游部分。如图示，空气塑形通道116从流动控制通道14扩展到膨胀室18中，其中膨胀室18限定在喷射帽29的主体108的两个不同部分(例如，内壁109和外壁111)之间。膨胀室18具有环形横截面(例如，环形室或通道)，其中所述环形横截面的径向宽度136大于流动控制通道14的径向宽度132(参见图4)。例如，膨胀室18的径向宽度136(或横截面积)可比流动控制通道14的径向宽度132(或横截面积)大至少约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、90％或100％。因此，膨胀室18使空气流膨胀，从而导致速率的减小和压力恢复，因此进一步帮助调节空气流并较好地将空气流分配到下游突起110和空气塑形出口20中。随着空气流离开膨胀室18并进入突起110，喷射帽29引导空气流穿过空气塑形通道116的多个空气凸角通道或孔162。每一空气凸角或突起110包含空气塑形通道116的至少一个通道162，其中至少一个通道162转而通往空气塑形出口20。

如上所述，流动控制通道14可与喷射帽29的主体108整体形成或与喷射帽29的主体108分开。在下文的图6到图10中，将详细地论述图2所示的空气塑形通道116的实施例。图6是图1的喷射帽29的实施例的横截面侧视图。如图示，喷射帽29包含主体108，其中主体108具有外壁172(例如，外部环形壁111)、内壁174(例如，内部环形壁109)以及中央端壁176。主体108中的流体喷嘴空腔170被配置成接纳流体喷嘴22，其中流体喷嘴22穿过中央端壁176处的流体出口34输出流体以雾化为喷雾。空气雾化通道114围绕流体通道112周向地设置在流体喷嘴空腔170内，其中空气雾化通道114馈送空气流穿过喷射帽29并穿过中央端壁176处的空气雾化出口32输出以帮助使离开流体出口34的流体雾化。在内壁174与外壁172之间，空气塑形通道116围绕空气雾化通道114周向设置。如上文所论述，空气塑形通道116的至少一部分是围绕喷射帽29的中心轴线119周向124延伸的基本环形的通道(例如，上游室16、流动控制通道14和膨胀室18)，而空气塑形通道116的下游部分轴向120地延伸穿过突起110(例如，图5所示的通道162)。空气塑形通道116内的空气流经突起110，并且在一个或更多个空气塑形出口20处离开空气塑形通道116(例如，轴向通道162)以将雾化的流体喷雾塑形为期望喷雾图案(例如，平射喷雾)。喷射帽29的主体108还包含安装凸缘178(例如，沿着壁111、172)，其中安装凸缘178被配置成将喷射帽29耦接到喷射工具12的头部部分28，以使得喷射帽29经由螺纹、螺栓和螺母、保持环等经由保持螺母125(参见图2)来可移除地紧固。

在所图示的实施例中，流动控制通道14设置或形成在流动控制插入件180(例如，流动控制结构115的可移除实施例)与喷射帽29的主体108之间。流动控制插入件180包含第一保持器部分182和流动控制部分184。第一保持器部分182被配置成与喷射帽29的主体108的第二保持器部分186耦接，而流动控制部分184朝向内壁174延伸以形成流动控制通道14(例如，流动控制通道14设置在流动控制部分184与内壁174之间)。第一保持器部分182可包含设置在流动控制插入件180的外表面190(例如，外部环形表面)上的环形突起188(例如，向外的径向突起)。主体108的第二保持器部分186可包含沿着内壁174的内部凹进表面192(例如，内部环形凹处)以及沿着外壁172的外部凹进表面194(例如，外部环形凹处)，因此限定被配置成接纳流动控制插入件180的环形凹处或安装区域195。此外，环形凹处196设置在外部凹进表面194上，并被配置成接纳流动控制插入件180的环形突起188。替代地或附加地，环形凹处196可设置在流动控制插入件180上，而环形突起188设置在喷射帽29的主体108上。替代地或附加地，环形凹处196和环形突起188可在内壁174处设置在流动控制插入件180与喷射帽29之间的界面处。在一些实施例中，流动控制插入件180的第一保持器部分182以及喷射帽29的主体108的第二保持器部分186可包含将第一保持器部分182和第二保持器部分186耦接在一起的卡扣配合耦接件、压配合或干涉配合连接件或螺纹连接件(例如，配合的螺纹)。

膨胀室18设置在流动控制通道14和流动控制插入件180的下游。明确地说，膨胀室18设置在流动控制插入件180与主体108的环形凹处195(例如，内部凹进表面192和外部凹进表面194)之间。因此，空气塑形通道116沿着轴向方向120具有变化的径向宽度(或横截面积)。明确地说，空气塑形通道116在流动控制通道14处具有径向宽度132、198(或横截面积)、在膨胀室18处具有径向宽度136、200(或横截面积)并且在突起110区段具有径向宽度202(或横截面积)。总的来说，径向宽度132、198(或横截面积)小于径向宽度136、200(或横截面积)。然而，径向宽度202可等于或小于径向宽度136、200，而横截面积202可显著小于横截面积200(例如，由于将空气塑形通道116限制到轴向通道162中，如图5所示)。此外，流动控制通道14的径向宽度132、198(或横截面积)可等于或小于邻近于流动控制通道14的上游侧的上游径向宽度(例如，图3所示的上游室16的径向宽度或横截面134)以及膨胀室18的下游径向宽度(例如，径向宽度136、200)的约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。

图7是沿着剖切线7-7截取的图6的喷射帽29的实施例的俯视图。如图示，流动控制插入件180可还包含第一对准特征220，其中第一对准特征220被配置成与主体108(例如，外壁172)中的第二对准特征222介接以便确保流动控制插入件180与喷射帽29的正确对准。具体来说，第一对准特征220可包含多个对准突起224(例如，径向凸耳、键或突出部)，第二对准特征222可包含多个槽226(例如，径向凹处、键槽或凹槽)，并且多个对准突起224被配置/设定大小成由多个槽226接纳。在某些实施例中，多个突起224的总数可等于或小于多个槽226的总数。流动控制插入件180可由任何适当材料(例如，塑料、金属等)制成，以使得流动控制插入件180也可提供实质密封(例如，水密且气密)以将空气塑形通道116相对于环境/大气密封。例如，流动控制插入件180可以是铸造金属(例如，铝)、注塑模制塑料(例如，尼龙、PEEK、聚合物等)、弹性材料(例如，橡胶或其它弹性体)、复合材料(例如，分布在基质材料中的硬颗粒)或其任一组合。

图8是图1的喷射帽29的实施例的横截面侧视图，图示出图2的空气塑形通道116的实施例，其中流动控制通道14穿过流动控制插入件180而在设置在流动控制插入件180内部。在所图示的实施例中，流动控制插入件180包含由轴向端壁246之间的结构支撑或连接部分244(参见图9)耦接在一起的内部插入件部分240(例如，内部环形插入件部分)和外部插入件部分242(例如，外部环形插入件部分)，其中流动控制通道14设置在内部插入件部分240与外部插入件部分242之间。假定内部插入件部分240和外部插入件部分242由结构支撑件244(例如，周向间隔开的径向臂、支柱、连杆或凸耳)连接，流动控制通道14可由于结构支撑件224所导致的极少障碍而被描述为分段环形流动控制通道14和/或实质上环形的流动控制通道14。参照图9来进一步图示且描述流动控制通道14的此分段或实质上环形的配置。

外部插入件部分242包含第一保持器部分182和流动控制部分184，其中第一保持器部分182和流动控制部分184被配置成以与上文在图6中所论述相同的方式发挥作用。例如，第一保持器部分182被配置成与喷射帽29的主体108的第二保持器部分186耦接，而流动控制部分184朝向内部插入件部分240延伸以形成流动控制通道14(例如，流动控制通道14设置在流动控制部分184与内部插入件部分240之间)。如上文所阐述，第一保持器部分182包含设置在流动控制插入件180的外表面190上的环形突起188。主体108的第二保持器部分186包含沿着内壁174的内部凹进表面192以及沿着外壁172的外部凹进表面194。环形凹处196设置在外部凹进表面194上，并被配置成接纳流动控制插入件180的环形突起188。

内部插入件部分240具有内部插入件壁或表面248，其中内部插入件壁或表面248被配置成接触沿着内壁174的内部凹进表面192。这些表面192和248可被配置成与干涉配合或压配合连接件、螺纹界面(例如，配合的螺纹)或其任一组合耦接在一起。在一些实施例中，内部凹进表面192可包含环形凹处或槽，其中所述环形凹处或槽被设定大小成在轴向端壁246之间沿着内部插入件壁248接纳内部插入件部分240。在一些实施例中，流动控制插入件180的第一保持器部分182以及喷射帽29的主体108的第二保持器部分186可包含将第一保持器部分182和第二保持器部分186卡扣配合、压配合或干涉配合或螺接在一起的任何保持特征。还应了解的是，流动控制插入件180的内部插入件部分240和外部插入件部分242中的每一个可包含分别沿着内部凹进表面192和外部凹进表面194与第二保持器部分186卡扣配合、压配合或干涉配合或螺接在一起的任何适当保持特征。

如上文所阐述，膨胀室18设置在流动控制插入件180与主体108的环形凹处195(例如，内部凹进表面192和外部凹进表面194)之间。空气塑形通道116沿着轴向方向120具有变化的径向宽度。如图示，流动控制通道14包含穿过流动控制插入件180一个接一个设置的第一通道250和第二通道252。第一通道250处于外部插入件部分242的流动控制部分184与内部插入件部分240之间，并且具有径向宽度(或横截面积)254。第二通道252处于外部插入件部分242的第一保持器部分182与内部插入件部分240之间，并且具有径向宽度(或横截面积)256。如应了解的是，径向宽度(或横截面积)254小于径向宽度256，其中径向宽度256小于膨胀室18处的径向宽度(或横截面积)200。此外，流动控制通道14的第一通道250的径向宽度(或横截面积)254可等于或小于邻近于流动控制通道14的上游侧的上游径向宽度(例如，图3所示的上游室16的径向宽度或横截面134)以及膨胀室18的下游径向宽度(例如，径向宽度136、200)的约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。

图9是沿着剖切线9-9截取的图8的喷射帽29的实施例的俯视图。如图示，流动控制插入件180包含对准特征220、222、224和226以确保流动控制插入件180与喷射帽29的正确对准，如上文参照图7详细地论述。此外，图9还图示由结构支撑件244耦接在一起的内部插入件部分240和外部插入件部分242的构造。因为流动控制通道14的极少部分由结构支撑件244(例如，非连续的且离散的)阻断，所以流动控制通道14可被描述为实质上环形的流动控制通道14或分段的环形流动控制通道14。例如，流动控制通道14(例如，第一通道250和/或第二通道252)包含围绕喷射帽29的中心轴线119周向124间隔开的多个通道部分260(例如，第一通道部分、第二通道部分、第三通道部分和第四通道部分)，因此限定分段的或实质上环形的通道。在某些实施例中，喷射帽29可包含1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个结构支撑件244，并且因此可包含2个、3个、4个、5个、6个、7个、9个、9个、10个、11个或更多个通道部分260。与多个通道部分260的总横截面积相比，结构支撑件244的总横截面积可相对小(例如，小5％、10％、15％或20％)。例如，流动控制通道14可至少80％、85％、90％或95％是连续的，以限定实质上环形的流动控制通道。另外，虽然流动控制通道14由多个通道部分260构成，但流动控制插入件180可仍提供实质上的密封(例如，水密且气密)以将空气塑形通道116相对于其它流动通道和外部环境密封。在一些实施例中，流动控制插入件180可包含内部插入件部分240和外部插入件部分242，而不具有任何中间结构支撑件244，其中插入件部分240和242中的每一个经由压配合或干涉配合、螺纹界面、卡扣配合或闩锁耦接、保持环或其任一组合而耦接到喷射帽29的主体108。在这些实施例中，流动控制通道14可以是连续环形通道，而不是分段环形通道。

图10是图1的喷射帽29的实施例的横截面侧视图，其中喷射帽29是具有空气塑形通道116的一体式结构280，空气塑形通道116具有流动控制通道14和膨胀室18。总的来说，本文所述的单件结构280可具有主体108，其中主体108与上文在图6到图9中论述的喷射帽29的结构特征/形状中的任一个吻合(例如，流动控制插入件180整体形成为单件结构280的一部分)。例如，单件结构280具有主体108，其中主体包含大体上限定空气塑形通道116的外壁172和内壁172。明确地说，外壁172围绕空气塑形通道116的通道部分282延伸。外壁172还包含安装凸缘178，其中安装凸缘178被配置成与保持螺母125耦接。类似于流动控制结构115和流动控制插入件180，喷射帽29也包含流动控制部分284，其中流动控制部分284限定流动控制通道14。通道部分282在轴向120方向上沿着突起110从安装凸缘178延伸，而流动控制部分284在径向方向122上从安装凸缘178朝向内壁174延伸。流动控制部分284结束在内部环形表面286处，以使得流动控制通道14设置在内壁174与内部环形表面286之间，并且相对于喷射帽29的中心轴线119呈环形。

此外，单件结构280还包含处于流动控制通道14的下游的环形凹处或空腔288，因此限定膨胀室18(例如，环形膨胀室)。因此，单件结构280的空气塑形通道116在流动控制通道14处具有径向宽度198、在膨胀室18处具有径向宽度200并且在凸角100区段具有径向宽度202。径向宽度(或横截面积)132、134、136、198、200和202大体上与上文详细描述的相同。图11中示出沿着剖切线10-10截取的图10的喷射帽29的实施例的俯视图。如图示，喷射帽29包含单件结构280，其中单件结构280具有设置在内壁174与外壁172的流动控制部分284之间的流动控制通道14。

应了解，由单件结构280构成的喷射帽29可使用例如直接金属激光烧结(DMLS)工艺等加性制造技术来构建，其中喷射帽29可包含任何适当激光烧结金属材料(例如，不锈钢、镍铬合金、铝合金等)。上文所论述的结构特征可按逐层方式来构建。单件结构280也可使用例如3D打印等任何其它加性制造技术来构建，其中喷射帽29可包含用于加性制造技术的任何合适的塑料或金属材料。与供选择的制造技术无关，所构建的喷射帽29可提供实质密封(例如，水密和气密)以将空气塑形通道116相对于其它流体通道和外部环境密封。

此外，虽然上文在图1到图11中论述的流动控制通道14可具有沿着喷射帽29的中心轴线119在轴向方向120上恒定的径向宽度(或横截面积)132、198、254，但流动控制通道14的一些实施例可具有沿着喷射帽29的中心轴线119在轴向方向120上变化(例如，增大和/或减小)的径向宽度(或横截面积)132、198、254。图12到图14各自示出图1到图11的流动控制通道14的实施例的横截面侧视图。如图12所图示，流动控制通道14是恒定宽度的通道300，其中恒定宽度的通道300具有沿着轴向方向120恒定的径向宽度(或横截面积)132、198、254、302。在图13中，流动控制通道14是收窄的通道304，其中收窄的通道304具有沿着轴向方向120减小的径向宽度(或横截面积)132、198、254、306。在图14中，流动控制通道14包含文氏管型配置，其中所述文氏管型配置具有一个接一个设置的一系列收窄通道部分308、喉部部分310以及外扩通道部分312。收窄通道部分308具有沿着轴向方向120减小的径向宽度(或横截面积)314，喉部部分310具有沿着轴向方向120恒定的径向宽度(或横截面积)316，并且外扩通道部分312具有沿着轴向方向120增大的径向宽度(或横截面积)318。同样，在图12到图14的所图示的每一个实施例中，流动控制通道14可以是连续环形通道或实质上环形的通道或分段的环形通道，如上文详细地描述。此外，应了解，邻近部分之间的过渡(例如，308/310和310/312)可以是相当平滑的(例如，弯曲的)过渡。

此外，虽然上文在图12到图14中论述的流动控制通道14可具有沿着喷射帽29的中心轴线119在轴向方向120上恒定或变化(例如，增大和/或减小)的径向宽度(或横截面积)132、198、254，但流动控制通道14的一些实施例也可具有围绕喷射帽29的中心轴线119在周向方向124上恒定或变化的径向宽度132、198、254，如图15到图16所示。图15是沿着剖切线4-4截取的图2的喷射帽29的实施例的横截面前视图，图示出流动控制通道14的另一实施例。如图示，流动控制通道14的径向宽度(或横截面积)132、198、254在周向方向124上朝向空气凸角通道162变化(例如，增大)，以使得径向宽度(或横截面积)132、198、254在空气凸角通道162周围或附近最大，并且在空气凸角通道162之间(例如，在空气凸角通道162之间大约中间位置或相对于空气凸角通道162呈90度的位置)最小。反之，在另一实施例中，图16中的流动控制通道14的径向宽度(或横截面积)132、198、254在周向方向124上朝向空气凸角通道162变化(例如，减小)，以使得径向宽度(或横截面积)132、198、254在空气凸角通道162周围或附近最小，并且在空气凸角通道162之间(例如，在空气凸角通道162之间大约中间位置或相对于空气凸角通道162呈90度的位置)最大。在图15到图16的所图示的每一个实施例中，流动控制通道14可以是连续环形通道或实质上环形的通道或分段的环形通道，如上文详细地描述。此外，径向宽度或横截面积(例如，132、198、254)可逐渐改变或以实质上平滑的方式(例如，弯曲过渡)变化。

虽然仅在本文中说明和描述本发明的某些特征，但对于本领域的技术人员来说，将清楚许多修改和改变。因此，应理解，随附权利要求书希望涵盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和改变。

Claims

1.一种系统，包括：

喷射帽，被配置成耦接到喷射工具，其中所述喷射帽包括：

主体；以及

穿过所述主体的空气塑形通道，其中所述空气塑形通道包括流动控制通道、处于所述流动控制通道的下游的膨胀室以及处于所述膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述喷射帽是具有空气塑形通道的单件结构，所述空气塑形通道具有所述流动控制通道、所述膨胀室和所述一个或更多个空气塑形出口。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述喷射帽包括设置在所述主体中的凹处中的流动控制插入件，所述流动控制通道至少部分沿着所述流动控制插入件而设置，并且所述膨胀室设置在所述流动控制插入件与所述凹处之间。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制通道穿过所述流动控制插入件而设置在其内。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述流动控制插入件包括由一个或更多个连接部分耦接在一起的内部插入件部分和外部插入件部分，并且所述流动控制通道设置在所述内部插入件部分与所述外部插入件部分之间。

6.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制通道设置在所述流动控制插入件与所述喷射帽的所述主体之间。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制插入件包括被配置成与所述主体的第二保持器部分耦接的第一保持器部分。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一保持器部分和所述第二保持器部分被配置成卡扣配合在一起。

9.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制插入件压配合或干涉配合到所述主体中的所述凹处中。

10.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制插入件螺接到所述主体中的所述凹处中。

11.根据权利要求3所述的系统，其中所述流动控制插入件包括被配置成与所述主体中的第二对准特征介接的第一对准特征。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道的径向宽度等于或小于邻近于所述流动控制插入件的上游侧的上游径向宽度以及邻近于所述流动控制插入件的下游侧的下游径向宽度的约50％。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道的径向宽度等于或小于邻近于所述流动控制插入件的上游侧的上游径向宽度以及邻近于所述流动控制插入件的下游侧的下游径向宽度的约25％。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道是围绕所述喷射帽的中心轴线周向延伸的基本环形的通道。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道具有沿着所述喷射帽的中心轴线在轴向方向上恒定的径向宽度。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道具有沿着所述喷射帽的中心轴线在轴向方向上增大和/或减小的径向宽度。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述流动控制通道具有围绕所述喷射帽的中心轴线在周向方向上增大和/或减小的径向宽度。

18.根据权利要求1所述的系统，包括穿过所述主体的空气雾化通道。

19.根据权利要求1所述的系统，包括处于所述主体中的流体喷嘴空腔，其中所述流体喷嘴空腔被配置成接纳流体喷嘴，所述流体喷嘴输出被雾化为喷雾的流体。

20.根据权利要求1所述的系统，包括具有所述喷射帽的所述喷射工具。

21.一种系统，包括：

喷射工具，包括：

主体部分，具有流体通道和空气通道；以及

头部部分，流体耦接到所述流体通道和所述空气通道，其中所述头部部分包括：

喷射帽，包括流体喷嘴容口、空气雾化通道以及空气塑形通道，其中所述空气塑形通道包括流动控制通道、处于所述流动控制通道的下游的膨胀室以及处于所述膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口；以及

流体喷嘴，设置在所述流体喷嘴容口中。

22.一种系统，包括：

流动控制插入件，被配置成安装在喷射工具的喷射帽的主体中的凹处内，其中所述流动控制插入件包括空气塑形通道，所述空气塑形通道具有流动控制通道、处于所述流动控制通道的下游的膨胀室以及处于所述膨胀室的下游的一个或更多个空气塑形出口。