CN111699047A - 宽嘴部喷射致动器 - Google Patents

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CN111699047A CN201980012596.8A CN201980012596A CN111699047A CN 111699047 A CN111699047 A CN 111699047A CN 201980012596 A CN201980012596 A CN 201980012596A CN 111699047 A CN111699047 A CN 111699047A
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Abstract

一种喷射致动器(10)，用于控制来自喷射罐(12)的加压流体的流动，其中该致动器(10)包括：本体，该本体具有顶部、带有底部周边的护罩(11)、和平行于护罩(11)取向的中央通路(19)；以及嘴部入口(28)，该嘴部入口的横截面面积小于槽形出口(30)的横截面面积，其中阻塞点(22)位于中央通路中。

Description

宽嘴部喷射致动器
本发明的背景
(1)技术领域
本发明涉及一种宽嘴部(wide mouth，宽口)喷射致动器，这种宽嘴部喷射致动器以均匀且受控的喷射形态来高速发射加压流体。
(2)背景技术
喷射涂料通常被用于涂绘从小到大的不同尺寸的物品。与使用刷子涂绘相比，将涂料作为喷射剂涂覆到物品上能够减少涂绘时间。将涂料作为喷射剂涂覆到物品上还无需使用刷子或滚筒来涂覆涂料。最后，与被刷涂的物品相比，将涂料作为喷射剂涂覆到物品上(如果正确完成的话)能够提供优质的表面光洁度。
然而，使用传统的喷射涂料罐存在涂料涂覆问题。市售的喷射涂料罐具有非常小的喷嘴，这些喷嘴发射集中且紧凑的涂料射流。结果是，可能要花费大量时间来涂绘诸如门之类的大物件。另外，对于新手来说，可能难以通过集中的小股喷射涂料射流来涂绘任何(大的或小的)物品，因为如果使用者不能连续地移动所述罐来调节涂料射流的定向，则可能会发生淤积和滴落。这样，可能要进行一些实践来掌握最优的涂料涂覆。因此，需要带有致动器的喷射涂料罐，其可以让新手消费者在短时间段内就能将均匀的喷射涂料层涂覆到物件上。
发明内容
本发明的一个方面在于一种喷射致动器，其包括：本体，具有顶部和护罩，该护罩包括底部周边(bottom perimeter，底周部)和具有入口开口的中央通路；膨胀腔室，位于该中央通路中，与该入口开口相对；膨胀腔室出口开口，其被定向为垂直于该中央通路入口开口；以及嘴部，具有嘴部入口和槽形出口，其中该膨胀腔室出口开口通入嘴部入口，并且其中该膨胀腔室出口开口的横截面面积小于该槽形出口的横截面面积。
在另一个方面，该致动器包括位于该膨胀腔室出口与该嘴部入口之间的喉部。在另一个方面，该喉部的横截面具有恒定的横截面面积。
在又一个方面，该膨胀腔室出口是在该喷射罐杆开口(16)与该嘴部入口(28)之间流动的流体的阻塞点(choke point，瓶颈)。在再一个方面，通过设计致动器(10)而在出口开口(22)处形成阻塞点，使得从杆(14)进入膨胀腔室的开口(16)的面积和/或罐中的阀进入中空杆的开口的面积两者中之一或全部大于膨胀腔室出口开口(22)的横截面面积。
另一个方面在于一种喷射罐，其包括：容纳加压流体并具有内阀到喷射罐，该内阀包括具有开口的中空杆；以及致动器，包括本体，该本体具有顶部和护罩，该护罩包括底部周边和具有入口开口的中央通路；膨胀腔室，位于该中央通路中，与该入口开口相对；膨胀腔室出口开口，其被定向为垂直于该中央通路入口开口；以及嘴部，具有嘴部入口和槽形出口，其中该膨胀腔室出口开口通入该嘴部入口，并且其中该膨胀腔室出口开口的横截面面积小于该槽形出口的横截面面积，并且其中该喷射罐的中空杆占据该致动器中央通路的一部分。
本发明的再一个方面在于一种使用本发明的致动器形成薄而均匀的流体喷射流的方法，该喷射流具有约1英寸的宽度以及高达6至8的高度，流体流的尺寸是在距致动器的嘴部出口约3至10英寸处测得的。
附图说明
图1A和图1B是喷射罐和致动器的侧视图，其中在图1A中致动器与喷射罐分离，而在图1B中致动器附接到喷射罐；
图2是喷射致动器的实施例的侧剖视图，其中喷射罐与致动器相比尺寸过大；
图3A、图3B和图3C分别是喷射致动器的实施例的前视图、侧剖视图和侧视图；
图4A和图4B是喷射致动器的立体图，该喷射致动器包括从竖直位置到水平位置至少90度旋转的嘴部；
图5A和图5B是喷射致动器的立体图，该喷射致动器包括从面向前到面向上到枢转90度的竖直嘴部；
图6A、图6B和图6C分别是致动器的实施例的前剖视图、后剖视图和侧剖视图；
图7A、图7B、图7C、图7D和图7E分别是致动器的实施例的俯视图、R-R线处的侧剖视图、前视图、侧视图和后视图；
图8是与填充有加压气体或流体的罐相关联的致动器的侧视图；
图9A、图9B、图9C和图9D是具有不同嘴部开口角度的致动器的侧剖视图；以及
图10A和图10B是具有活动的(可变的)嘴部开口角度的致动器的立体图。
具体实施方式
本发明涉及一种宽嘴部致动器，当与诸如容纳加压流体的罐之类的容器相关联时，该致动器允许使用者以可控方式形成并涂覆基本上平行的诸如墙或门的大面积的侧面、长度达到6至8英寸或更大、且宽度为1英寸或更大的均匀涂料层。
附图大体上示出了一种喷射致动器，其具有致动器本体(10)，具有顶部(36)和护罩(11)，该护罩具有底部周边(17)，该底部周边包围互补的喷射罐顶部(13)，例如在图1B、图2和图6A至图6C中所示。致动器(10)还包括具有入口开口(16)的中央通路(19)、以及在中央通路(19)的与入口开口(16)相对的一端的膨胀腔室(20)。膨胀腔室(20)还包括膨胀腔室出口开口(22)，其取向为垂直于中央通路入口开口(16)。致动器(10)还包括嘴部(26)，该嘴部具有嘴部入口(28)和槽形出口(30)，该嘴部形成渐变的开口，其中嘴部入口(28)的横截面面积小于、且在大多数情况下大幅地小于槽形出口(30)的横截面面积。在某些实施例中，嘴部入口(28)的横截面面积将显著地小于嘴部槽形出口(30)的横截面(面积)。例如，嘴部入口(28)可以比嘴部槽形出口(30)的横截面面积小至少10％，或至少25％，或至少50％，或至少80％。
现在参看图1A、图1B和图2，其示出了喷射罐(12)，该喷射罐具有顶部(13)，该顶部带有中空的中央杆(14)，该中央杆包括边缘部(15)。杆(14)从喷射罐(12)竖直地延伸且是中空的，并具有开口，由此提供一管道，当杆(14)被压下或倾斜时，加压流体通过该管道从喷射罐(12)流入中央通路(19)。这种配置可以根据喷射罐阀的样式而颠倒，将杆变成为整合到致动器，而不是整合到喷射罐。
致动器(10)包括护罩(11)和中央通路(19)，该中央通路包括：入口开口(16)，其尺寸被设计为容纳杆(14)；以及膨胀腔室(20)，其位于入口开口(16)相对的位置处。参看图2，中央腔室(19)包括肩部(18)，当致动器(10)与喷射罐(12)的杆(14)相关联时，杆(14)的边缘部(15)抵靠该肩部。膨胀腔室(20)包括：膨胀腔室出口开口(22)，其通入可选的喉部(24)，或者备选地，当没有喉部时其直接通入嘴部(26)的入口(28)。嘴部(26)还包括槽形出口(30)，该槽形出口的横截面面积大于嘴部入口(28)的横截面面积。
嘴部的横截面的宽度可以与膨胀腔室出口开口(22)的宽度相同，或者可以小于该开口的宽度，这取决于期望的喷射特性。而且，形成于膨胀腔室出口开口(22)与槽形出口(30)之间的通道或嘴部(28)从入口(28)到出口(30)向外锥形化(渐缩)。一般而言，如在图10A和图10B中所示，通道(28)的宽度，即第一侧壁(32)与第二侧壁(34)之间的距离是恒定的。
如上所述且例如在图6A、图6B和图6C中所示，致动器(10)被组装到通常在相对高压下保持液体以便用于诸如喷射涂绘的应用的类型的气雾喷射罐(12)。喷射罐具有内阀(未示出)，该内阀具有传统设计，但是具有足够大的开口和通路，以允许使大的流动体积/速率的诸如涂料的流体/气体进入致动器(10)的中央腔室(19)。喷射罐阀将通常具有仍是传统设计的阀致动组件和虹吸管(未示出)。备选地，致动器(10)可以与倒置的罐相关联，其允许使用者颠倒地喷射或以任何取向来喷射罐的内容物。
当与致动器(10)组装在一起时，能够从喷射罐经由杆和杆阀流出的流体量可以大于普通到包含加压流体的罐中的流体量。为实现这一点，喷射罐内阀应该选自这样到阀：该阀使得从喷射罐流出的流体在进入中央腔室(19)之前不会出现阻塞。另外，入口开口(16)应该足够大，以允许流体再度自由地流入膨胀腔室(20)而不会阻塞流体流动。这就允许致动器(10)在短的时间段之内以高达每分钟18盎司或者甚至更高的速率在大表面面积上分配很大量的流体。
在操作中，通过向致动器(10)的顶部(36)施加压力来手动压下致动器(10)，从而致使喷射罐(12)中的阀(未示出)打开并由此引导保持在压力下的罐的液体内容物从加压喷射罐(12)通过中空杆(14)进入中央通路(19)的膨胀腔室(20)部分。膨胀腔室(20)的尺寸足够大，以允许进入流体的压力在该腔室中均衡化，使得当流体从其进入膨胀腔室(20)的方向转向90度并进入致动器嘴部入口(28)时，从膨胀腔室出口开口(22)进入致动器嘴部入口(28)的流体的压降在出口开口(22)的横截面上是基本均匀的。膨胀腔室的横截面形状对于流体压力的均衡化而言并不重要，但是其可能会影响最终的致动器喷射形态(spraypattern，喷流型)。因此，膨胀腔室出口开口(22)的横截面可以呈矩形形状，使得其大体对应于嘴部槽形出口(30)的形状。出口开口还可以呈椭圆形形状。
本文中描述的致动器的实施例能够形成具有不同长度和宽度的各种形状的均匀流体喷射流。在一个方面，当在远离致动器槽形出口(30)约3至10英寸距离处的平面上测量流体喷射尺寸时，致动器将形成宽度约1英寸或更大、且高度达6至8英寸的液体喷射形态。
膨胀腔室出口开口(22)既用作通向嘴部入口(28)的开口，又用作用于流体(其在喷射罐杆开口(16)与嘴部入口(28)之间流动)的阻塞点。通过充当阻塞点，当流体/气体的流动开始时，膨胀腔室(20)会以受控的方式被流体/气体加压，这反过来在膨胀腔室出口开口(22)的横截面上形成均匀的压降。通过设计致动器(10)，在膨胀腔室出口开口(22)处形成阻塞点，使得从杆(14)进入膨胀腔室(20)的入口开口(16)的面积以及从喷射罐阀进入杆的任何开口的面积均大于膨胀腔室出口开口(22)的横截面面积，以便防止流体流动在其进入膨胀腔室(20)之前被阻塞或滞留。换言之，膨胀腔室出口开口(22)的横截面面积必须小于入口开口(16)的横截面面积、或流体/气体必须流动通过(以到达膨胀腔室(20))的任何罐阀开口的截面面积。此外，阻塞点必须设在膨胀腔室出口开口(22)处，以确保从槽形嘴部(30)排出的流体在整个开口上的速率都是均匀的。该阻塞点被定义为与液体流过罐阀和致动器的其他区域所经历的压力损失相比，液体压降显著的区域或点。
大体上，膨胀腔室出口开口(22)的尺寸将是固定的。但是，在一可选的方面，膨胀腔室出口开口(22)的尺寸可以被改变，以改变开口上的压降，并由此改变从喷射罐排出的流体的体积流速。该体积流体流速可以通过例如在膨胀腔室出口开口(22)上安置阀(如闸阀)来控制，该阀可以运动以便使开口宽度扩大和缩小、进而使膨胀腔室出口开口(22)的横截面扩大和缩小。
在本发明的另一个方面，膨胀腔室出口开口(22)可以伸入可选的喉部(24)(见图3B)(优选为具有恒定横截面的短通道)，其进而通入嘴部入口(28)。备选地，例如在图2中所示，膨胀腔室出口开口(22)将直接通入嘴部开口(28)。
嘴部槽形出口(30)和膨胀腔室出口开口(22)均能具有固定的横截面以提供最优的性能。在一个方面，槽形出口(30)的横截面面积和膨胀腔室出口开口(22)的横截面面积两者中之一或全部，可以(在宽度、高度或所有这两个方面)变化，并且这样做可以改变从槽形出口(30)排出的流体或气体喷射形态。
例如，如在图7A和图7C中所示，槽形出口(30)呈叶片开口的形式(窄的细长狭槽)，以便提供扁宽的均匀流体流。嘴部出口的宽度(嘴部(26)的第一侧壁(32)与嘴部(26)的相对的第二侧壁(34)之间的距离)可以是固定的，或者可以是能够调节的，以便设置或改变从槽形出口(30)排出的流体的流体流速和/或形态(宽度和高度尺寸)。
在另一个方面，致动器嘴部(26)可以从水平位置到竖直位置旋转至少90°并返回(见图4A和图4B)。这允许使用者设置槽形出口(30)相对于喷射罐(12)的取向，以易于使用。
另一个方面，如在图5A和图5B中所示，允许包括槽形出口(30)的致动器嘴部(26)通过竖直轴线朝向和远离喷射罐(12)枢转90度，以便既可以与罐呈90度的方式喷射，又可以与罐呈一直线的方式喷射(见图5A和图5B)，或者在两者之间以任意角度(取向)喷射。在又一实施例中，致动器嘴部既可以水平地旋转，又可以竖直枢转至90度，或者在此两者之间的任一取向上使用。
在图9A、图9B、图9C和图9D中示出了包括具有不同角度尺寸的嘴部的致动器。在这些图中，膨胀腔室出口开口(22)在所有实施例中的尺寸都是相同的，而嘴部槽形出口(30)的尺寸、即嘴部顶壁(38)与嘴部底壁(40)之间的角度(α)则在各进展阶段视图中变小。大体上，嘴部开口顶壁(38)与底壁(40)之间的角度(α)可以处于大于零度(且更典型地大于约10度)至约90度的范围。在某些实施例中，嘴部开口角度甚至可以大于90度。
在图10A和图10B中示出了带有嘴部(28)的致动器，该嘴部包括第一叶片(44)和相对的第二叶片(46)。第一叶片(42)和第二叶片(44)相对于彼此可侧向地运动，其中，通过使一个或两个叶片运动能根据运动的方向而通过改变嘴部顶壁(38)与嘴部底壁(40)之间的角度来减小或增大槽形出口尺寸(α)。
本发明的致动器可以由包括金属和塑料在内的传统材料制成。在一个方面，致动器(10)是注射成型的热塑性聚合物。包括聚合物在内的有用材料是已知与涂料相容的那些材料，并且可以进一步耐受通常包含在涂料中的溶剂。
应理解的是，以上仅通过示例描述了本发明，可以在本发明的范围内对细节进行修改。

Claims (20)

1.一种喷射致动器，包括：
本体，具有顶部和护罩，所述护罩包括底部周边和具有入口开口的中央通路；
膨胀腔室，位于所述中央通路中，与所述入口开口相对；
膨胀腔室出口开口，其被定向为垂直于所述中央通路的入口开口；以及
嘴部，具有嘴部入口和槽形出口，其中所述膨胀腔室出口开口通入所述嘴部入口，并且其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积小于所述槽形出口的横截面面积。
2.根据权利要求1所述的喷射致动器，其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积比所述槽形出口的横截面面积小至少50％。
3.根据权利要求1所述的喷射致动器，其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积比所述槽形出口的横截面面积小至少80％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的喷射致动器，其中所述嘴部的横截面面积从所述嘴部入口至所述槽形出口向外锥形化。
5.根据权利要求4所述的喷射致动器，其中所述嘴部具有顶壁和底壁，并且所述嘴部的锥度是所述嘴部的顶壁与所述嘴部的底壁之间从10°到90°的角度(α)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的喷射致动器，其中所述嘴部入口包括位于所述膨胀腔室出口开口与所述嘴部入口之间的喉部。
7.根据权利要求1所述的喷射致动器，其中所述喉部具有恒定的横截面面积。
8.根据任一前述权利要求所述的喷射致动器，其中所述膨胀腔室出口开口是用于在所述致动器的入口开口与所述嘴部入口之间流动的流体的阻塞点。
9.根据权利要求8所述的喷射致动器，其中所述膨胀腔室出口开口的阻塞点是唯一的致动器阻塞点。
10.根据权利要求9所述的喷射致动器，其中当所述膨胀腔室出口开口的横截面面积大于膨胀腔室入口开口和杆出口开口的每一者的开口的横截面时，形成所述阻塞点。
11.根据任一前述权利要求所述的喷射致动器，其中所述嘴部具有第一侧壁和第二侧壁，其中所述第一侧壁和第二侧壁之间的距离在所述嘴部中是恒定的。
12.根据任一前述权利要求1所述的喷射致动器，其中所述喷射致动器与具有内阀和中空杆的罐相关联，使得所述中空杆占据所述致动器的中央通路的一部分。
13.根据任一前述权利要求所述的喷射致动器，其中所述嘴部的槽形出口的横截面面积是可变的。
14.根据任一前述权利要求1所述的喷射致动器，其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积是可变的。
15.根据任一前述权利要求1所述的喷射致动器，其中所述嘴部的槽形出口的横截面面积是可变的，并且其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积是可变的。
16.一种喷射罐，包括：
喷射罐，其容纳加压流体并且具有内阀，所述内阀包括具有开口的中空杆；以及
致动器，其包括本体，所述本体具有顶部和护罩，所述护罩包括底部周边和具有入口开口的中央通路；
膨胀腔室，位于所述中央通路中，与所述入口开口相对；
膨胀腔室出口开口，其被定向为垂直于所述中央通路的入口开口；以及
嘴部，具有嘴部入口和槽形出口，其中所述膨胀腔室出口开口通入所述嘴部入口，并且其中所述膨胀腔室出口开口的横截面面积小于所述槽形出口的横截面面积，并且其中所述喷射罐的中空杆占据所述致动器的中央通路的一部分。
17.根据权利要求16所述的喷射罐，其中在使用中，当从所述致动器的嘴部出口约3至10英寸处测量时，所形成的流体流的宽度达到1英寸，并且高度达到6至8英寸。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的喷射罐，其中所述流体以每分钟至少18盎司的速率从所述致动器排出。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的喷射罐，其中所述膨胀腔室出口开口是用于在所述致动器的入口开口与所述嘴部入口之间流动的流体的阻塞点。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的喷射罐，其中所述加压流体是涂料。
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