CN111819004A - 喷射器尖端设计和制造 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体施加器(10)的喷射器尖端(30)，其包括被配置为插入到流体施加器(10)中的杆(450)。杆(450)包括杆预开孔部分(444)和插件接纳部分(306)。喷射器尖端(30)包括具有入口和出口的预开孔插件(442)。预开孔插件(442)设置在插件接纳部分(306)内并抵靠杆(450)的后肩部(447)设置。

Description

喷射器尖端设计和制造
技术领域
喷射器尖端通常用在各种应用中，以将液体材料散开或雾化以用于按期望的喷射图案传送。一些示例性应用包括(但不限于)将诸如漆料的涂覆材料施加到基底、诸如将肥料、杀虫剂或除草剂施加到植物的农业应用。
背景技术
尽管本文所描述的示例是在将漆料施加到表面的上下文中，但是将理解，概念不限于这些特定应用。如本文所使用的，漆料包括由悬浮在液体介质中的色素或颜料组成的物质，以及不含色素或颜料的物质。漆料还可包括诸如底漆的预备性涂料，并且可以是不透明的、透明或半透明的。一些特定示例包括(但不限于)乳胶漆、油基漆、染色剂，生漆、清漆、油墨等。
发明内容
一种用于流体施加器的喷射器尖端包括被配置为插入到流体施加器中的杆。杆包括杆预开孔部分和插件接纳部分。喷射器尖端包括具有入口和出口的预开孔插件。预开孔插件设置在插件接纳部分内并且抵靠杆的后肩部设置。
提供本发明内容以按简化形式介绍概念的选择，其在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非旨在描述要求保护的主题的各个公开的实施例或每一个实现方式，也非旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。随着本描述进行，许多其它新颖优点、特征和关系将变得显而易见。以下的附图和描述更具体地举例说明了例示性实施例。
附图说明
图1是示例流体施加器的侧视图。
图2A是示出示例喷射器尖端的侧视图。
图2B是示出图2A的示例喷射器尖端的截面图。
图3A是示出喷射器尖端的示例组装操作的流程图。
图3B至图3C是示出图3A的组装操作的示例步骤的截面图。
图4A是示出喷射器尖端的示例组装操作的流程图。
图4B至图4E是示出图4A的组装操作的示例步骤的截面图。
图5A至图5F是示出示例喷射器尖端组件配置的截面图。
具体实施方式
在流体喷射系统中，泵接收流体并加压，将加压的流体传送到施加器，施加器继而使用具有选为发射期望的喷射图案(例如，圆形图案、平坦图案或扇形图案等)的几何形状的喷射器尖端将加压的流体施加到表面。流体可包括施加到表面的任何流体，包括(但不限于)例如漆料、底漆、生漆、泡沫、纹理材料、多种组分、粘合剂组分等。为了示例而非限制，将详细描述喷漆系统的示例。
图1是示出示例施加器10的侧视图。施加器10用在流体喷射系统中以将流体施加到表面(例如，将漆料施加到墙壁)。流体通过入口20进入，并在穿过施加器10内的流体通道(未明确示出)之后从出口50离开。尖端30联接到施加器10并具有出口50。尖端30常常是可逆的或者可从施加器10移除。尖端30可具有预开孔配置，该预开孔配置由提供期望的喷射图案(例如，具有最小拖尾或其它有益的流体动力学的扇形)的内部几何形状组成。
图2A是示出示例喷射器尖端100的侧视图。例如，喷射器尖端100可用在施加器10中。喷射器尖端100包括杆102、标记103和通道104。杆102通常为圆柱形，以允许喷射器尖端100在施加器(例如，图1中的施加器10)中旋转。杆102可由不锈钢、碳化钨或另一合适的材料形成。标记103联接到杆102并允许用户旋转并将喷射器尖端100从施加器10移除。标记103可被压配合在杆上或者包覆成型到杆上，但是也可以想到其它材料和附接方法。通道104穿过杆102设置并允许流体流过喷射器尖端100。通道104以及设置在通道104内的部件可成形为适应不同的流体和喷射图案。
图2B是沿着图2A中的截面A-A的喷射器尖端100的截面图。如所示，杆102包括允许流体流过杆102的通道104。预开孔插件106和108在通道104内。流体通过通道104流入到预开孔插件108中，然后流到预开孔插件106中，然后通过开孔107排出。通道104、预开孔插件108和预开孔插件106的内部结构可极大地影响从开孔107排出的喷射图案。
喷射器尖端100可使用目前用于喷射器尖端的组装工艺来制造。通常，预开孔插件106和108与杆102分开制造，然后插入到通道104中。这种机加工常常利用具有精密压公差(tight press tolerances)的预开孔插件106和108(通常包括碳化钨)的外径(OD)磨削。然后，预开孔插件106和108插入到杆102的通道104中。此工艺会产生大量的碎屑。另外，在OD磨削工艺之后，预开孔插件106和108可能没有被笔直地压到杆102中-在这种情况下认为组装失败(例如，插件没有正确对准，可影响期望的喷射图案)。
期望不需要OD磨削的喷射器尖端组装工艺，并且其中零件组装利用滑动配合，在钎焊工艺中使用填料金属来填充任何间隙。在一个示例中，所使用的填料金属是银钎焊填料金属。然而，也可以想到其它合适的钎焊填料金属以及其它合适的粘结剂。
图3A是示出示例组装操作250的流程图。然而，组装操作250是众所周知的，图3B和图3C所示的内部几何形状分别示出低压和高压几何形状配置。组装操作250开始于方框252，其中提供杆(例如，图3B和图3C所示的杆200)。
组装操作250在方框254继续，其中穿过杆200形成通道202。通道202可按方框256-260所指示的各种不同方式形成。如方框256所指示的，可穿过杆200机加工或钻出通道202。例如，杆200首先形成为圆柱体，然后在杆200的圆柱形主体中钻出通道202。如方框258所指示的，可与杆200同时铸造或模制通道202。例如，通过铸造工艺形成杆200的圆柱形形状，然而，在杆形成铸造工艺中将模放置在铸造模具中以形成通道202。如方框260所指示的，也可按其它方式形成通道202。
组装操作250在方框262继续，其中将预开孔插件204插入在杆200内。然后，组装操作250进行到方框264，其中将预开孔插件204固定在杆200内。例如，插件抵靠块206压配合，并且随着流体流过插件，它们被迫进一步抵靠块206并且无法被推动完全穿过通道202。在一个示例中，预开孔插件204被压配合到通道202中并通过摩擦被保持。
图4A是示出示例组装操作340的流程图。将参照图4B至图4F描述组装操作340。组装操作340开始于方框350，在方框350中提供杆(例如，杆300)。
组装操作340继续到方框360，在方框360中穿过杆300形成通道302。在图4B中示出形成通道302。通道302可按如方框362-366所指示的各种不同方式形成。如方框362所指示的，可穿过杆300机加工或钻出通道302。例如，可使用钻头、立铣刀或其它工具按减材方式形成通道302。如方框364所指示的，可在杆300的铸造或模制期间在杆300中铸造或模制通道302。例如，穿过模具主体设置模以建立通道302。如方框366所指示的，也可按其它方式在杆300中形成通道302。
组装操作340继续到方框370，在方框370中，在杆中形成内部几何形状。如图4C所示，内部几何形状可包括通道302。如所示，部分304-1包括圆柱形几何部分，部分304-2是截头圆锥形几何部分，部分304-3是直径小于部分304-1的圆柱形部分。在这种情况下，部分304-3是图4B所示的通道302的未修改部分。当然，这些仅是示例，也可在杆300中形成更复杂的几何形状，例如阶梯、球形或其它更复杂的成形。形成在杆300中的内部几何形状可按方框372-376所指示的各种不同方式形成。如方框372所指示的，可在杆300中机加工或钻出内部几何形状。例如，利用通道302作为引导件，锥形钻头可向通道302中一直向下钻到部分304-3，然后形成部分304-1和304-2。(利用这种锥形钻头一直钻通杆300将仅形成类似于部分304-1的一个部分。)如方框374所指示的，可在铸造或模制杆300的同时形成(一个或多个)部分304。(一个或多个)部分304也可按其它方式形成，如方框376所指示的。
组装操作340继续到方框380，在方框380中，形成预开孔保持部分(如图4D所示)并将预开孔插件插入杆300内(如图4E所示)。例如，可按与部分304类似的方式(例如，钻孔、铣削、模制等)形成预开孔插件接纳部分306。在形成预开孔插件接纳部分306之后，可将预开孔插件308插入到预开孔插件接纳部分306中。在一些示例中，预开孔插件308被压配合到预开孔插件接纳部分306中。在其它示例中，预开孔插件308紧密地配合到预开孔插件接纳部分306中，从而不需要压力机。在其它示例中，预开孔插件308可松弛地配合到预开孔插件接纳部分306中以允许更多的对准选项。在一些示例中，不止一个预开孔插件308可被插入到预开孔插件接纳部分306中。
组装操作340继续到方框390，在方框390中将预开孔插件固定在杆内。预开孔插件308可按方框392-398所指示的各种不同方式固定在杆内。如方框392所指示的，可通过将预开孔插件308钎焊到杆300中来固定预开孔插件308。例如，填料金属可从预开孔插件308的下游方向提供并被钎焊，并填充在预开孔插件308和杆300之间的间隙中，从而固定预开孔插件308。如方框394所指示的，可使用粘结剂将预开孔插件308固定在杆300中。例如，胶水、环氧树脂等可用作粘结剂以将预开孔插件308固定到杆300中。如方框396所指示的，预开孔插件308可通过摩擦固定在杆300中(例如，预开孔插件308紧密配合在预开孔插件接纳部分306中，使得在所施加的流过通道302的流体压力下其不会掉落)。预开孔插件308也可按其它方式固定，如方框398所指示的。例如，可使用一种或更多种方法的组合。例如，可使用摩擦和粘结剂来固定预开孔插件308。
图5A至图5F是示出示例喷射器尖端组件配置的截面图。如图5A所示，杆400包括被配置为将流体引导到预开孔插件402的杆预开孔部分404。预开孔插件402与杆400之间的间隙406可允许施加紧固材料以将预开孔插件402联接到杆400。紧固材料可包括填料或粘结剂(例如，银钎焊填料金属、环氧树脂或不同的粘结剂)。如所示，预开孔插件402向后抵靠后肩部405设置，使得流体不围绕预开孔插件402流动。在一些示例中，紧固材料将预开孔插件402联接和/或粘结到后肩部405。
如图5B所示，杆410包括被配置为将流体引导到预开孔插件412的杆预开孔部分414。预开孔插件412与杆410之间的间隙416可允许施加紧固材料以将预开孔插件412联接在杆410内。紧固材料可包括填料金属或粘结剂(例如，银钎焊填料金属、环氧树脂或一些其它粘结剂)。如所示，预开孔插件402设置在前肩部415后方。在一些示例中，紧固材料将预开孔插件402联接和/或粘结到前肩部415。
如图5C所示，杆420包括被配置为将流体引导到预开孔插件422的杆预开孔部分424。预开孔插件422与杆420之间的间隙426可允许施加紧固材料以将预开孔插件422联接在杆420内。紧固材料可包括钎焊材料或粘结剂(例如，银钎焊材料或环氧粘结剂)。如所示，预开孔插件422向前抵靠前肩部425设置，使得压力下的流体不会迫使预开孔插件422离开杆420。在一些示例中，紧固材料将预开孔插件422联接和/或粘结到前肩部425。
如图5D所示，杆430包括被配置为将流体引导到预开孔插件432的杆预开孔部分434。杆预开孔部分434可如上所述机加工或钻孔。预开孔插件432与杆430之间的间隙436可允许施加紧固材料以将预开孔插件432联接在杆430内。紧固材料可包括钎焊材料或粘结剂(例如，银钎焊材料或环氧粘结剂)。
如图5E所示，杆440包括被配置为将流体引导到预开孔插件442的杆预开孔部分444。杆预开孔部分444包括圆柱体441、截头锥体443和圆柱体445。在其它示例中，杆预开孔部分444可包括不同配置的其它内部几何形状。例如，杆预开孔部分444可包括任何可用的预开孔插件的几何形状。例如，杆预开孔部分444可不再需要具有两个预开孔插件以建立内部凹形几何形状(例如，比入口或出口更宽的腔或室)。一些示例几何形状可包括多个阶梯表面、变宽表面、变窄表面、球形表面、圆柱形表面等。预开孔插件442与杆440之间的间隙446可允许施加紧固材料以将预开孔插件442联接在杆440内。紧固材料可包括钎焊材料或粘结剂(例如，银钎焊材料或环氧粘结剂)。可基于钎焊材料或粘结剂的性质来确定间隙446。在一个示例中，间隙446包括0.000”-0.025”范围内的距离。在一个示例中，间隙446包括0.001”-0.005”范围内的距离。
如所示，预开孔插件442向后抵靠后肩部447设置，使得流体不围绕预开孔插件442和/或在预开孔插件442和杆440之间流动。在一些示例中，紧固材料将预开孔插件442联接和/或粘结到后肩部447。
如图5F所示，杆450包括被配置为将流体引导到预开孔插件452的杆预开孔部分454。预开孔插件452与杆450之间的间隙456可允许施加紧固材料457以将预开孔插件442联接在杆440内。紧固材料457可包括钎焊材料或粘结剂(例如，银钎焊材料或环氧粘结剂)。
杆450包括沉孔458。如所示，沉孔458包括圆柱形形状。然而，在其它示例中，沉孔458可包括其它几何形状(例如，截头锥体、台阶、球体等)。如所示，预开孔插件452向后抵靠后肩部455设置，使得流体不围绕预开孔插件452流动。如所示，紧固材料457将预开孔插件452联接和/或粘结到后肩部455。
尽管参考优选示例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节的改变。

Claims (20)

1.一种用于流体施加器的喷射器尖端，所述喷射器尖端包括：
杆，所述杆被配置为插入到流体施加器中，所述杆包括杆预开孔部分和插件接纳部分；
预开孔插件，所述预开孔插件包括入口和出口；并且
其中，所述预开孔插件安装在插件接纳部分内并抵靠所述杆的后肩部设置。
2.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述预开孔插件通过填料金属联接到所述预开孔接纳部分。
3.根据权利要求2所述的喷射器尖端，其中，所述预开孔插件的外表面设置在离插件接纳部分的内表面0.0012”至0.01”的范围内。
4.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述预开孔插件通过填料金属联接到后肩部。
5.根据权利要求4所述的喷射器尖端，其中，所述预开孔插件的外表面设置在远离后肩部的表面0.0012”至0.01”的范围内。
6.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述杆预开孔部分包括在下游方向上变宽的截头锥体表面。
7.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述杆预开孔部分包括具有第一直径的第一圆柱形表面和具有第二直径的第二圆柱形表面。
8.根据权利要求7所述的喷射器尖端，其中，所述杆预开孔部分包括具有第三直径的第三圆柱形表面。
9.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述杆预开孔部分被机加工到所述杆中。
10.根据权利要求1所述的喷射器尖端，其中，所述预开孔插件包括在下游方向上变窄的截头锥体表面。
11.一种制造用于流体施加器的喷射器尖端的方法，所述方法包括：
形成穿过喷射器尖端的杆的通道，所述通道具有下游出口和上游入口；
通过所述下游出口将预开孔插件插入到所述通道中；以及
将所述预开孔插件固定到所述通道中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，固定预开孔插件包括将预开孔插件钎焊到位。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，固定预开孔插件包括将粘结剂施加到预开孔插件。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，形成穿过喷射器尖端的杆的通道包括：
在杆中机加工第一孔；
机加工预开孔插件保持部分；以及
机加工在预开孔插件保持部分上游的杆预开孔部分。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：
将预开孔插件磨削到比通道的通道直径小至少0.001”的插件直径。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，插入预开孔插件包括将预开孔插件抵靠通道的后肩部设置。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括从通道的上游入口侧机加工沉孔。
18.一种喷漆器尖端，包括：
圆柱形杆，所述圆柱形杆被配置为插入喷漆枪内并在喷漆枪内旋转；
标记，所述标记联接到圆柱形杆；
通道，所述通道穿过杆设置，所述通道具有上游入口和下游出口；并且
其中，通道中的流体路径至少部分地由具有多个几何部分的圆柱形杆的预开孔部分和预开孔插件限定。
19.根据权利要求18所述的喷漆器尖端，其中，所述圆柱形杆包括不锈钢，并且尖端插件包括碳化钨。
20.根据权利要求18所述的喷漆器尖端，其中，所述预开孔插件通过填料金属联接到圆柱形杆。
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