CN1189251C - 液体雾化的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的这些液体雾化系统和方法，皆包含一个喷嘴设备，该喷嘴设备则具有一个或多个液体喷口，以及一个或多个与这些液体喷口相协同的、用来形成雾化液体的流体喷口。在应用中，当雾化液体流尚未敷积到某一移动的物件上之前，在该移动物件的邻近形成一股或多股雾化液体流。这些雾化液体流还作摆动，其主摆幅与物件的移动方向不平行。

Description

液体雾化的方法和系统

一般说来，本发明涉及液体的雾化，而更特定地说则涉及液体的一些雾化的方法和系统。

本发明的目的是提供一些有关液体雾化的新方法和系统，它们可克服早期技术的那些缺点并予以改进。

本发明的另一个目的是提供一些有关液体雾化的新方法和系统，而且它们也经济。

本发明还有一个目的是提供一些有关液体雾化的新方法和系统，它们具有经过改善的雾化效率。

本发明的再一个目的是提供一些有关液体雾化的新方法和系统，它们可产生较均匀的液体雾化微粒。

本发明的一个更特定的目的，是提供一些有关液体雾化的新系统，它们一般含有：一根移动的、位于一台喷嘴设备贴邻的绳索，或一块可移动的、位于一台喷嘴设备邻近的衬底；一股摆动的雾化液体流，它具有和该绳索或衬底移动方向不平行的主摆幅。

本发明的另一个更特定的目的，是提供一些有关液体雾化的新系统，它们一般含有：一种具有一个本体部件的雾化喷嘴设备，该本体部件带有一个第一喷口以及两个分开的第二喷口，这两个第二喷口则设在第一喷口的大体相反的两侧而且第一喷口和那两个第二喷口皆由本体部件内一些相应的通道所构成；以及一股从第一喷口射出、且作摆动的雾化液体流，它具有介于前述设于第一喷口的大体相反两侧的两个第二喷口之间的主摆幅。

本发明的再一个更特定的目的，是提供一些有关液体雾化的新系统，它们一般含有：一种具有一个本体部件的雾化喷嘴设备，该本体部件则带有一个液体喷口和一个设于液体喷口邻近的流体喷口，而且液体喷口和流体喷口中的每一个，皆由本体部件内的一些相应的通道所构成；一股从流体喷口喷射出来的流体流；以及一股从液体喷口喷射出来且作摆动的雾化液体流。此处相互贴邻的液体喷口和流体喷口之间隔开有一定的距离，因而从液体喷口所分配射出的液体，即可被从流体喷口所分配射出的流体进行雾化。

本发明的另一个更特定的目的，是提供一些新的液体雾化系统喷口设备，它们一般含有：一种具有一个本体部件的喷嘴设备，该本体部件具有一个液体喷口，而且还至少具有一个设于液体喷口邻近的相协同流体喷口。该液体喷口和与之相协同流体喷口中的每一个，皆由本体部件内一些相应的通道所构成。本体部件包还含许多块板件，其中的一块板件上则具有许多液体过滤槽，这些过滤槽皆位于液体喷口的上游。

本发明的再一个更特定的目的，是提供一些新的液体雾化系统喷口设备，它们一般含有：一种具有一个本体部件的喷嘴设备，该本体部件具有一个其上设置许多个喷口组的凹面。这些喷口组中的每一个皆具有一个液体喷口和两个流体喷口。该两流体喷口则设在流体喷口的大体相反的两侧。

本发明的另一个更特定的目的，是提供一些新的液体雾化方法，它们一般含有：一股作摆动的雾化液体流，它是通过沿着液体流的大体相反两侧方向的两股流体流来引导一股液体流所形成。该作摆动的雾化液体流具有一个介于两股流体流之间的主摆幅。

本发明还有另一个更特定的目的，是提供一些新的液体雾化方法，它们一般包含：一股在某一可移动物件的邻近、且形成雾化的液体流。这股还作摆动的雾化液体流的主要摆动方向，与可移动物件的移动方向不平行。

仔细参考以下的详细说明和所附那些图纸，本发明的这些和其他一些目的、各有关方面、一些特点和一些优点是十分显然的。为了清晰易于理解，有些附图是未按比例绘制。在这些附图中，凡是相同的结构和步骤一般皆用相应的号码和标记来标明以便参考。

附图说明

图1为一个示范性的液体雾化喷嘴设备。

图2为一个示范性的液体雾化系统。

图3为另一示范性的液体雾化喷嘴设备。

图4为一个示范性的收敛型液体雾化喷嘴设备。

图5为一个示范性的发散型液体雾化喷嘴设备。

图6为一个示范性的多行液体雾化喷嘴设备。

图7为另一示范性的多行液体雾化喷嘴设备。

图8为一个示范性的平行板型液体雾化喷嘴。

具体实施方式

本发明的一些的液体雾化喷嘴设备用来对某些液体，例如一些发肤健洁液、油漆、水，油、可雾化的液体溶液、以及一些同时具有气相和/或固相的液体进行雾化。其他一些含有某些不溶解物质的悬浊液，也可以用本发明一些的液体雾化喷嘴设备来雾化。

在本发明中，液体是通过一台液体雾化喷嘴设备的一个或多个液体喷口来分配射出，而某一种流体，例如像空气，则通过一个或多个与液体喷口相协同的流体喷口来引导该液体并把它雾化为离散的微粒。更特定地说，每一个液体喷口和与之相协同的一个或多个流体喷口在雾化喷嘴设备上相互隔开一定的距离，因此从液体喷口分配射出的液体，可被一股或多股从一个或多个与液体喷口相协同的流体喷口射出的流体流，例如几股速度相对高的空气流，所引导并雾化。

雾化的液体流最好利用一股或多股与之相协同的流体流来使之作摆动，以帮助液体流分离为离散的微粒，并且在有些实施例中，作摆动的那些微粒的各种参数，例如摆动的频率和摆幅，皆由在位于液体流的相反两侧的两股流体流来加以控制。

本发明具有广阔的应用范围，包括把雾化液体分配喷敷到包含衬底和绳索在内的各种物件上，例如在制造吸收有护体液的保健品时，把雾化的护肤液敷积到保健品的表层组织和衬底上。因此本发明特别是本发明的那些雾化喷嘴设备还可用于一些喷射干燥的应用中，例如在制造医药和其他一些保健产品时；以及用于把某些雾化的油和其他某些雾化的液体，分配喷敷到一些纤维、金属、玻璃和其他一些物件上。

图1为一个示范性的液体雾化喷嘴设备，它一般含有一个其上具有一个第一液体喷口12和两个分离开的第二流体喷口14的本体部件10。该两分开的第二流体喷口14分别设置于第一液体喷口12的大体相反的两侧。如以下进一步论及者，这些液体喷口和流体喷口皆由本体部件内一些相应的通道所构成。

图1中示范性的液体雾化喷嘴设备具有许多液体喷口12，这些液体喷口12中的每一个，都有两个相应的流体喷口14位于其大体相反的两侧。这许多液体、流体喷口12和14被布置得成为相互交替的系列。系列中的每一个单独的流体喷口14，皆位于两个相邻的液体喷口12之间，且为该两个相邻的液体喷口12所共用。于其他一些实施例中，喷口系列中可以有两个流体喷口设置在两个相邻的液体喷口之间，因此那些液体喷口不再分享共用中间的流体喷口。

在优先实施例中，其一个或多个液体喷口12相对于与之相协同的那一个或多个流体喷口14是凸出来的。然而在其他一些实施例中，这些相协同的液体和流体喷口也可以齐平地布置在本体部件的一个公共面上。

在图1中，由很多液体微粒22所组成雾化液体流20，这些液体微粒中只有一些是用参考号码标明。而该雾化液体流20，则是由液体喷口12喷射出来、并为沿其大体相互面对面或相反两侧方向从两个流体喷口14喷射出来的两股流体流24引导的一股液体流构成。为了说明下面将进一步论及的液体微粒的摆动特性，雾化液体流20的那些离散的液体微粒22，被显示得是用一根连续的线条彼此连接起来。但真实情况是，这些离散的液体微粒22是各自分开，彼此互不相连。

在图1中，由于雾化液体流20的那些液体微粒22，受到位于该雾化液体流的相反两侧、与之相协同的两股压力相对比较低的流体流24的吸引。故这两股低压流体流24对那些摆动的液体微粒22具有影响，使之主要地在那两股从位于该雾化液体流的大体相反两侧的相应流体喷口14所射出的流体流24之间作摆动。换言之，那些离散液体微粒的主摆幅，基本上是在位于液体流喷口的相反两侧、射出该液体流的两个流体喷口之间。液体流所引起的摆动将帮助那些离散液体微粒22彼此分开。

雾化液体流20可加以控制，例如通过对从那些与喷射出液体流的液体喷口相协同的流体喷口所喷射出来的流体流量率加以适当控制，可以使得摆动大致具有周期性，而且摆动的摆幅和频率亦为可变的。

在其他一些实施例中，喷嘴设备含有许多喷口组，每一喷口组皆具有一个液体喷口，以及两个位于该液体喷口的大体相反两侧的流体喷口。这些喷口组，在本体部件上设置得使其彼此间相对的角度有所不同。据此而来的另一种喷嘴设备构造，可使得从那些液体喷口组所射出的雾化液体流，与那些相应的喷口组的朝向有关，而在不同的方向作摆动。

为了把雾化液体流喷到一些靶的物，更特定地说即喷到位于本体部件10邻近的一块衬底30和一根绳索32上，图2的雾化系统示出把许多个雾化喷嘴设备的本体部件10作并排布置的情况。在其他一些系统中，这些靶的物也可以是除了一块衬底或一根绳索以外的任何其他物件，例如一件要油漆的物件。图2中是用一些代表很多液体微粒连续的线条34来概略地示出那些雾化液体流。

一个或多个液体雾化喷嘴设备也可偶连到一个集流腔，或某种其他供给可雾化的液体流以及对它进行雾化，例如像空气那样的流体的设施上。同一代理人提出申请的、其标题为“带有齿轮驱动计量头的热融粘合剂敷涂器”(Hot Melt Adhesive Applicator withMetering Gear-driven Head)的美国第5,862,986号专利所揭示的一种集流腔，即适合于这种应用。于此结合在本申请书内一并提出以供参考。

在一个示范性液体雾化系统应用中，一股或多股雾化液体流是在一块移动的衬底或一根移动的绳索的邻近形成，而且这些随后喷到该移动的衬底或绳索上的雾化液体流的某几股或全部是作摆动的，其主摆幅的方向与绳索或衬底的移动方向不平行。在某些应用中，绳索可隔绝在一个对它施加喷涂的空间内，例如当要更完全地对该绳索所有的侧面皆喷上涂层。

在图2的一些示范性的应用中，摆动的雾化液体流是布置在喷嘴设备与移动的绳索和衬底之间，并具有一个一般和绳索和衬底的移动方向不平行的主摆幅。至于绳索和衬底的移动则是沿着进入或移出引导片(drawing sheet)的方向。

适宜于这些示范性应用的一种喷嘴设备，其型式如图1所示。该喷嘴设备中的雾化液体流，主要是在从相应的两个流体喷口14所射出的两股流体流24之间作摆动，而该两流体喷口14则位于雾化液体从之射出的液体喷口12的大体相反的两侧。如上面所指出的，这些雾化液体流的主摆幅的方向取决于本体部件上相应的喷口组的朝向。通过把喷嘴设备相对于物件移动的方向，更特定地说，即把那些相应的喷口组相对于物件移动的方向作适当的定位，即可使得那些雾化液体流的主摆幅的方向是朝向平行于或横向于物件移动的方向，或朝着雾化液体流和移动的物件之间的任何一个地方。

在图3中，本体部件10具有许多液体喷口12，其中每一个液体皆具有与四个相协同的流体喷口14。图3的喷嘴设备所产生的那些液体流，依靠从其四个相协同的流体喷口14所射出的四股流体流，而可具有不同的摆动特性。

图4和5所示的一些液体雾化喷嘴设备，其中每一个皆具有一个本体部件10，而且每个本体部件10都带有许多设于一个一般弧状面上的喷口组。这些喷口组的每一个皆含有一个液体喷口12和两个流体喷口14，而该两流体喷口14则位于液体喷口12的大体相反的两侧。虽然这些喷口组有时可能包含多于或少于两个流体喷口，如以下将进一步论及者。在一些示范性实施例中，这些喷口组是成串状布置的。但在其他一些实施例中，这些喷口组的布置可有所不同。

在图4中，本体部件10的一般弧状面，当在某些应用有所需要时，它可为一个凹入的面16，以便使从其上那些喷口组所喷射出的作摆动的雾化液体流被聚集或收敛。图4的喷嘴设备可以是一个或几个并排布置在一个共用集流腔上的喷嘴设备。于后者情况，那些相邻的本体部件10的凹入面16将构成一个连续的凹入面。而且在某些构造中，那些喷嘴设备可能形成一个封闭的环，此处从那些喷嘴设备所射出的雾化液体流皆沿着半径向内喷射。

在图5中，本体部件10的一般的弧状面，当在其他一些应用有所需要时，它可为一个凸出的面18，以便使从其上那些喷口组所射出的作摆动的雾化液体流发散。图5的喷嘴设备可以是一个或几个并排布置在一个共用集流腔上的喷嘴设备。于后者情况，那些相邻的本体部件10的凸出面18将构成一个连续的凸出面。而且在某些构造中，那些喷嘴设备可能形成一个封闭的环，此处从那些喷嘴设备所喷射出来的雾化液体流皆沿着半径向外喷射。

图6和7这两者所示的一些液体雾化喷嘴设备，具有一个其上带着许多行液体喷口12的本体部件10。如以上所论及者，液体喷口12的每一个皆有着一个或多个与之相协同的流体喷口14。在图6中，本体部件10上两相邻行的那些液体喷口是并排布置的。在图7中，本体部件10上两相邻行的那些液体喷口是彼此间相对偏开布置的。

图8是一个示范性的含有许多平行板的喷嘴设备，这些平行板的每一块皆搭在其他另一块的顶部，并紧固在一起构成一个雾化喷嘴设备总成。

图8的雾化喷嘴设备总成，含有一块其上具有一个液体分配开孔102的液体分配板100，该液体分配开口102，则与一个或多个相邻液体聚集板的液体聚集腔上的开口连通。

在图8的一个示范性实施例中，其第一液体聚集板110具有一个第一液体聚集腔开口112，它与一块过滤板120上的液体滤器122相邻且连通。

液体滤器122是由许多个长度变化的槽所构成。滤器槽的宽度最好小于那一个或多个向之供给已过滤过的液体的液体喷口的最小尺寸。在一个实施例中，液体喷口的横剖面为矩形或正方形，横跨该矩形或正方形的最短边的边长约为0.2032毫米，而滤器槽的宽度则约为0.127毫米。

具有一个第二液体聚集腔开口132的第二液体聚集板130，它最好像聚集板110那样，设置于液体滤器122的贴邻处且位于和液体滤器122相反的一侧。在其他一些实施例中，液体滤器板120不包含在喷嘴设备之内，而且该第一和第二液体聚集板，或是相互贴邻或是构成一块单独的相对比较薄的单一板件。

在图8中，液体聚集腔开口132，是位于一块贴邻板件140的一个或多个液体开口142的邻近，而且和这一个或多个液体开口142连通。板件140上的那些液体开口142，是位于板件150内许多相应的液体通道开口152的邻近，而且和这些开口连通。板件150内那许多液体通道开口，其中只有一些标有参考号码。当把板件150装配到板件140和160之间，这些液体通道开口152就构成若干液体通道，这将在下面论及，而且可雾化的液体即从这些由这些液体喷口所构成的液体通道分配射出或射出。

在图8中，板件160具有一个或多个液体喷口162，它们位于板件150中一些相应的液体通道开口154的邻近，而且和这些液体通道开口连通。这些液体喷口中只有一些标有参考号码。当把板件150装配到互相贴邻的板件140和160之间，那些液体通道开口154即构成一些液体通道。在一个示范性的喷嘴中，每一条液体通道皆和位于其相反的两侧的两条流体通道相协同。该两流体通道则构成喷嘴设备的一些流体喷口。

在图8中，流体分配板170含有一个流体分配开口172，它与一块或多块流体集流板上的一个流体集流腔开口相连通。流体分配开口172还与一条流体通道连通，该流体通道则是由板件100-160以及板件180-200中每一块内的许多相互对齐的流体开口173所构成。这样的构造，可雾化的液体以及流体可以从喷嘴设备的同一侧来供给。可是在其他一些实施例中，液体以及流体是从喷嘴设备的相反的两侧供给，免得在所有的板件内都要求设置流体开口173。

在图8的一个示范性实施例中，第一流体分配板180具有一个第一流体集流腔开口182，该开口位于一块第二过滤板190的一个流体滤器192的邻近，且在与流体滤器192相反的那一侧。具有一个第二流体集流腔开口202的第二集流板200最好像板件180，设置在流体滤器190的邻近，而且在流体滤器190的反侧。流体集流腔开口202位于板件160的一些流体开口162的邻近。而且和这些流体开口162连通，从而可把流体供给由板件140，150和160所构成的一些流体通道和喷口。

图8的示范性喷嘴设备的一些平行板件，可以用金属或其他一些材料、通过冲压加工，或激光切割，或化学浸蚀，或其他已知的加工方法来制成。这些平行板件最好利用设置的贯穿这些板件的螺纹紧固件夹紧在一些端板，例如图3的端板62和64之间。在其他一些实施例中，这些平行板件则用另外一些方法，例如钎焊来固定。

在其他一些实施例中，本发明的某些喷嘴设备含有一块或多块板件，它们并不要求互相平行，其内的一些喷口和通道可利用多种常规加工方法，包括钻削和铣削加工来制成。

虽然前面所写的有关本发明的说明，可使一位一般熟练此种技术的人士以他/她目前认为最佳的模式来进行制造和应用。但那些一般熟练此种技术的人士亦将理解和知晓，此处所述一些特定的实施例还会有某些变种、联合装置，和某些相当的设备存在。因此本发明并不仅仅局限于此处的一些示范性实施例，而是在于根据所附各项权利要求的范围和精神实质内所能构成的种种实施例。

Claims (21)

1、一种液体雾化系统，其包括：

一个雾化喷嘴设备；

一个位于所述雾化喷嘴设备邻近处的移动的物体；

一股或多股摆动的雾化液体流，位于该雾化喷嘴设备和该移动的物体之间；

该作摆动的雾化液体流的主摆幅与该物体的移动方向不平行。

2、如权利要求1所述的系统，其中雾化液体流的摆动方向是沿物体移动方向的横向方向。

3、如权利要求1所述的系统，其中该雾化喷嘴设备含有一个本体部件，该本体部件具有一个或多个用于喷射液体流的第一喷口，每一个第一喷口的相反两侧设有两个相互分开的用于喷射流体流的第二喷口，该第一喷口和该两第二喷口皆由本体部件内一些相应的通道所构成，该第一喷口和该两第二喷口的排列方向与物体的移动方向不平行。

4、如权利要求3所述的系统，该第一喷口相对于该两第二喷口是凸出来的。

5、如权利要求3所述的系统，该第一喷口和该两第二喷口成串布置并且沿物体移动方向的横向方向排列。

6、如权利要求3所述的系统，其中该两第二喷口喷射连续的流体流。

7、如权利要求1所述的系统，其中所述的移动物体为一根绳索或一块衬底。

8、如权利要求7所述的系统，其中所述的绳索是隔绝在空间内的。

9、一种液体雾化系统，其包括：

一个雾化喷嘴设备；

该雾化喷嘴设备具有一个本体部件，该本体部件具有一个或多个用于喷射液体流的第一喷口，每一个第一喷口的相反两侧设有两个相互分开的用于喷射流体流的第二喷口，该第一喷口和该两第二喷口皆由该本体部件内的一些相应的通道所构成；

一股或多股从该一个或多个第一喷口射出作摆动的雾化液体流；

该作摆动的雾化液体流的主摆幅介于第一喷口相反两侧的该两第二喷口之间。

10、如权利要求9所述的系统，其中该第一喷口相对于位于其相反两侧的该两第二喷口是凸出的。

11、如权利要求9所述的系统，其中该第一喷口和两第二喷口成串布置。

12、如权利要求9所述的系统，其中从该两第二喷口喷射出连续的流体流。

13、一种液体雾化的方法，其包括：

利用液体相反两侧的连续的流体流引导液体在一个移动物体邻近处形成一股雾化的液体流；

使雾化的液体流作摆动，其主摆幅和物体的移动方向不平行；

将该作摆动的雾化液体流敷积到该移动的物体上。

14、如权利要求13所述的液体雾化方法，利用液体相反两侧的两股相互分开的连续的流体流引导液体形成一股雾化的液体流。

15、如权利要求13所述的液体雾化方法，从一个本体部件的第一喷口分散射出液体形成液体流，从设置在本体部件的第一喷口的相反两侧的对应流体喷口中分散射出连续的流体流。

16、如权利要求13所述的液体雾化方法，以液体相反两侧连续的流体流引导该雾化液体流摆动。

17、一种液体雾化的方法，其包括：

利用液体流相反两侧的两股连续的流体流引导液体形成雾化的液体流；

使雾化的液体流作摆动，其主摆幅介于该股雾化的液体流相反两侧的两股流体流之间。

18、如权利要求17所述的液体雾化方法，从一个本体部件内的第一喷口分散射出液体形成液体流，从设置在本体部件的第一喷口的相反两侧的相互分开的第二喷口中分散射出流体形成两股连续的流体流。

19、如权利要求17所述的液体雾化方法，其中

利用多股流体流引导多股液体流来形成多股雾化的液体流；每一股液体流的相反两侧由两股连续的流体流引导；

使多股雾化的液体流摆动，其主摆幅介于液体流相反两侧的两股连续的流体流之间。

20、如权利要求17所述的液体雾化方法，从一个本体部件内的多个第一喷口分散射出液体形成多股液体流，从设置在本体部件的多个第二喷口中分散射出流体形成多股流体流，每一个第一喷口的相反两侧设置有两个第二喷口。

21、如权利要求17所述的液体雾化方法，以液体相反两侧连续的两股流体流引导该雾化液体流作摆动。

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