用於液體分配器的噴嘴組件的製作方法

2023-04-28 00:42:11 2

專利名稱：用於液體分配器的噴嘴組件的製作方法
技術領域：
本公開涉及用於液體分配器的噴嘴組件，更詳細講，涉及能夠生產不同的液體輸出模式的噴嘴組件。
背景技術：
液體液體分配器可採取各種通用的形式，如觸發噴霧器、手指型泵、噴霧器分配器等。此外，噴嘴組件可以被耦合到這種液體噴霧器上來噴射不同的液體輸出模式，如水流、 發散的或錐形的噴霧模式、充氣泡沫等。這種噴嘴組件的設計，通常取決於所預期的應用效果和/或被分配的液體的特點。例如，如果液體是需要被懸浮在空氣中的，那麼就應該使用噴射發散噴霧的噴嘴組件，而如果液體是需要被應用於如地毯、木材、油漆表面等表面上的，那麼就應該使用噴射液體流或泡沫的噴嘴組件。被設計成用來噴射發散的噴霧的噴嘴組件通常包括渦流室，其位於退出孔的直接上遊。在典型的渦流室中，在通過退出孔退出之前，通過限制液體穿過一個或多個常規切線路徑進入腔室來在室中生成旋渦。這種切線路徑包括實質上堵塞通向退出孔的直接徑向流路的障礙物。相反，如果需要液體流模式，那麼流體允許流過通向退出孔的實質上的直接徑向流路。

發明內容
根據一個實施例，一種用於液體分配器的噴嘴組件，包括排放構件，其定義一個液體供應管道；和噴嘴，其包括延伸穿過其中的退出孔，其中，所述噴嘴被置於所述排放構件的一端之上。一個液體壓縮路徑由所述噴嘴和所述排放構件定義，其中，所述液體壓縮路徑包括液體壓縮室，所述液體壓縮室從所述液體供應管道向所述退出孔供應液體。所述噴嘴可調為第一噴灑位置和第二噴灑位置，第一噴灑位置用於噴射具有第一平均液滴大小的液體噴霧，第二噴灑位置用於噴射具有大於所述第一平均液滴大小的第二平均液滴大小的液體噴霧。在第一噴灑位置，所述液體壓縮室具有第一體積，在第二噴灑位置，所述液體壓縮室具有大於所述第一體積的第二體積。所述液體噴霧，在沒有直接在所述退出孔上遊的渦流室的情況下形成。根據另一個實施例，一種使用單一可調噴嘴組件的方法，所述可調噴嘴組件用於以具有第一平均液滴直徑大小的第一液體噴霧輸出來將具有最小液體液滴落塵(fallout) 的液體傳播至空氣中，並用於以具有第二平均液滴直徑大小的第二液體噴霧輸出來將液體應用至表面上，所述方法包括以下步驟提供單一的可調噴嘴組件。所述噴嘴組件定義離散的第一液體壓縮路徑和離散的第二液體壓縮路徑，且所述噴嘴組件在第一液體壓縮路徑和第二液體壓縮路徑之間不提供連續可變的調節。所述方法還包括以下步驟調節所述噴嘴組件來形成第一液體壓縮路徑；通過所述第一液體壓縮路徑來泵送液體；從噴嘴組件生成第一液體噴霧輸出，其中所述第一液體噴霧具有被選出的平均液滴直徑大小，通過確保大量揮發到周圍空氣中來最小化落到周圍表面上的液滴落塵；和引導所述第一液體噴霧輸入以選出的方式進入到周圍空氣中，來在碰到周圍表面之前允許實質上完成第一液體噴霧輸出的揮發。進一步，所述方法包括調節所述噴嘴組件來形成第二液體壓縮路徑；通過所述第二液體壓縮路徑來泵送液體；從噴嘴組件生成第二液體噴霧輸出，所述第二液體噴霧輸出具有至少大約相當於第一液體噴霧輸出兩倍的平均液滴大小的第二平均液滴直徑大小； 和弓I導第二液體噴霧輸出到表面上。根據此外的另一個實施例，一種用於液體分配器的噴嘴組件，包括排放構件，其定義一個液體供應管道；和噴嘴，其包括退出孔，其中，所述噴嘴被置於所述排放構件的一端之上。一個液體壓縮路徑被定義在所述噴嘴與所述排放構件之間，其中，所述液體壓縮路徑包括液體壓縮室，所述液體壓縮室從所述液體供應管道向所述退出孔供應液體。所述液體壓縮室直接位於所述退出孔上遊，並提供實質上通向所述退出孔的通暢的直接徑向流路。所述噴嘴可調為第一噴灑位置和第二噴灑位置，第一噴灑位置用於噴射具有第一平均液滴大小的發散的液體噴霧，第二噴灑位置用於噴射具有大於所述第一平均液滴大小的第二平均液滴大小的發散的液體噴霧。所述第一平均液滴大小為約40 μ至約60μ，所述第二平均液滴大小為約90 μ至約120 μ。本發明的其他方面和優點將通過下面的詳細描述來展現。


圖1是根據本發明的噴嘴組件的等軸測視圖；圖2是圖1噴嘴組件的分解的等軸測視圖；圖3是根據圖1的噴嘴的後面正視圖；圖4是沿圖3的4-4線獲得的橫截面示圖；圖5是沿圖3的5-5線獲得的橫截面示圖；圖6是根據圖1的優選閥的放大的等軸測視圖；圖7是圖6的優選閥的後面正視圖；圖8是沿圖7的8-8線獲得的橫截面示圖；圖9是根據圖2的排出閥的側面正視圖；圖10是圖9的排出閥的前面正視圖；圖11是圖9的排出閥的後面正視圖；圖12是根據圖2的閥體的前面正視圖；圖13是噴嘴組件在第一噴灑位置時沿圖1的13-13線獲得的橫截面示圖15是沿圖13的15-15線獲得的橫截面示圖；圖16是沿圖13的16-16線獲得的橫斷面示圖；圖17是噴嘴組件在關閉位置時的類似於圖13的橫截面示圖；圖18是噴嘴組件在第二噴灑位置時的類似於圖13的橫截面示圖；圖19是噴嘴組件在第一噴灑位置時沿圖1的19-19線獲得的橫截面示圖；圖20是噴嘴組件在關閉位置時的類似於圖19的橫截面示圖；圖21是根據本發明的進一步噴嘴的等軸測視圖；圖22是圖21的噴嘴的後面正視圖；圖23是用於與圖21的噴嘴使用的另一個優選閥的等軸測視圖；圖M是類似於圖13的橫截面示圖，其中圖13的噴嘴和優選閥分別被圖21的噴嘴和圖23的優選閥取代，該噴嘴組件在第一噴灑位置；圖25是噴嘴組件在第二噴灑位置時的類似於圖M的橫截面示圖；圖沈是根據本發明的另一個組件的噴嘴分解等軸測視圖；圖27是噴嘴組件在第一噴灑位置時沿圖沈的27-27線獲得的橫斷面示圖；圖28是噴嘴組件在關閉位置時類似於圖27的橫截面示圖；圖四是噴嘴組件在第二噴灑位置時類似於圖27的橫截面示圖。
具體實施例方式本公開提出一種噴嘴組件，其可被耦合到液體器分配器的分配端上，如觸發噴霧器、手指型泵、噴霧器分配器等。噴嘴組件可在各個功能位置或設置之間進行調節來噴射不同的液體輸出模式。最好是，噴嘴組件適於噴射多種發散的或具有約5度至約90度的噴霧錐角的錐形噴霧輸出，且所述噴霧輸出具有表示小於120微米的平均液體液滴大小。此類噴霧輸出與泡沫輸出模式、非發散液流模式、發散的液流模式有區別。此外，生成發散的噴霧的的現有技術的噴嘴組件通常包括位於退出孔的直接上遊的渦流室。典型的渦流室一般限制液體流向位於退出孔的直接上遊的切向路徑，來產生一種流體旋渦進入退出孔，來最終產生發散的噴霧。與此不同，本發明的噴嘴組件，在某些情況下，在無需經位於退出孔的直接上遊的渦流室產生旋渦的情況下產生發散的噴霧輸出。相反，此處公開的這種噴嘴組件，包括一個通向退出孔的實質上通暢的直接徑向流路，來產生一個發散的噴霧，而無需製造旋渦。進一步，本發明的噴嘴組件，最好可在至少兩個不同的設置之間進行調節，其通過改變位於退出孔的直接上遊的液體壓縮室的大小，來產生具有不同的平均液體液滴大小的發散的噴霧輸出。在一個例子中，噴嘴組件是可以在第一和第二離散噴灑位置之間進行調節來生成具有鮮明的平均液滴大小的特定的噴霧輸出的。該離散的噴灑位置，防止噴嘴組件在第一和第二噴灑位置之間提供連續可變的調節。但是，在其他例子中，所述噴嘴組件也可以在多個噴灑位置之間進行調節，該噴灑位置可以是離散的或連續的活著是離散和連續的任意組合。此處所用的，離散的噴灑位置是一個單個的位置，並且不是可在無限個中間噴灑位置之間連續可變的。在另一個例子中，此處公開的噴嘴組件適用於液體，如空氣清新劑、除臭劑、清洗劑或類似物的任何組合，所述液體當作為第一發散噴霧分配時需被懸浮到空氣中，當作為第二發散噴霧分配時需被應用到某表面上。在這種應用中，第一和第二發散噴霧應提供一般均勻分散的液體，並且它得是對於具備具有不同平均液滴大小的發散的噴灑模式有用的。例如，第一發散噴霧可以具備一個較小的平均液滴大小來將具有最小液體液滴落塵 (droplet fallout)的氣溶膠狀噴霧懸浮到空氣中去。液滴落塵指的是，被霧化的液體滴， 在被完全地或本質上地揮發到空氣中之前，從周圍的空氣環境中落到周圍的表面上的那種動作，如落到地板或家具上的那種動作，這種動作可能會導致表面感到觸摸上去很溼或者是用戶所不想要發生的。第一發散噴霧的較小的平均液滴大小，在液體遠離任何阻礙物被引導進入空氣中時，促進液體在碰到某個物體之前的實質上的完全揮發。因此，第一發散噴霧特別適用於將液體作為空氣清新劑分配的情況，這種空氣清新劑實質上完全揮發到空氣中以提供一個更持久的環境效果。但是，正如本領域技術人員應當了解的，液體的一些成分，可能會不完全揮發到空氣中。相反，這樣的非揮發成分，在液體的其他可揮發成分揮發時一般分解成更小的顆粒大小。非揮發成分的更小的顆粒大小通常足夠小，因此它們並不會對用戶做出任何明顯的不良影響。此外，第二發散噴霧可以具有較大的平均液滴大小，來為了某種目的將液體的有針對性的應用提供到某表面上，如將液體作為除臭劑或清洗劑使用的目的。在非限制性的例子中，第二平均液滴噴霧可以被應用到織物的汙漬上，其中，該較大的平均液滴大小允許液體被直接用於表面，而不會有液體大量揮發，並使汙漬滲透，來提供更有效的除臭或清洗功能。在一個例子中，被應用到表面上的第二發散噴霧，當在離要被應用的表面約10英寸 (約25釐米)至約18英寸(約46釐米)處產生該噴霧時，最好具有常規錐形噴霧幾何形狀，該幾何形狀在表面上具有大約6英寸(大約15釐米)至約14英寸(約36釐米)的直徑。在另一個例子中，當第二發散噴霧在離要被應用的表面約14英寸(約36釐米)處產生時，其在表面上具有大約10英寸(大約25釐米)的直徑的常規錐形噴霧幾何形狀。這種形狀、大小、離表面距離的噴霧幾何形狀，已被證實可將液體以最佳最適合的方式應用到表面上。在一個優選例子中，較大平均液滴直徑大小和較小平均液滴直徑大小，一般小於約120微米，並且該較大平均液滴直徑大小近似於該較小平均液滴直徑大小的兩倍。最好是，該較大平均液滴直徑大小通常在約90微米與約120微米之間，而較小平均液滴直徑大小通常在約40微米與60微米之間。在進一步的例子中，較大平均液滴大小為約100微米， 而較小平均液滴大小為約40微米。這種平均液滴大小可以使用任何合適的粒子分析儀測量，如英國伍斯特郡(Worcestershire，UK)的馬爾文儀器有限公司(Malvern Instruments Ltd.)生產的馬爾(Mastersize)粒子分析儀。在正常的環境條件下，如室溫和50%的相對溼度且噴霧是從典型的觸發噴霧器被噴射時，介於約40微米至約60微米之間的液滴大小，當液體在遠離任何阻礙物被引導至空氣中時，通常會產生在碰到某物體之前實質上完全揮發的液體。但是，即使是介於約40微米與60微米之間的直徑大小，某些液體的成分可能會不完全揮發到空氣中。相反，此類非揮發性成分，如表面活性劑，通常會在液體的其他揮發成分進行揮發的時候收縮或分解成更小的顆粒大小。在一個例子中，在正常環境條件下，所述非揮發性成分通常可以縮小或分解成約10 20微米或更小的平均直徑，在離噴嘴組件約2 3英尺(約0. 5 1. 0米) 處。這種非揮發性成分的小顆粒大小一般不會給用戶帶來任何明顯的不良影響。圖1示出了可被耦合到液體分配器的分配端上的噴嘴組件40的一個例子，其一個例子已通過圖2的排放構件示出，這對普通技術人員來說是顯而易見的。所述噴嘴組件 40旋轉可調，可在用於噴射連續的功能位置之間旋轉調節，來噴射或產生不同的發散液體噴霧輸出或者阻止液都包括體輸出的噴射。在本實施例中，所述噴嘴組件呈現常規矩形， 且該矩形的每一個邊都包括凸起的字體或其他記號表明來當前設置。例如，當所述噴嘴組件40被耦合到液體分配器上時，所述噴嘴組件40的頂部表面提供對當前設置的指示，如圖1的「MIST(噴霧)」。在一個非限制性例子中，噴嘴組件40的其他連續面被標記為了 「OFF(關)」、「SPARY(噴灑)，，(未示出)，且「關」(未示出)是以順時針的方式。參照圖2，噴嘴組件40包括置於優選閥44之上的噴嘴42，該優選閥44進一步被置於排放構件46之上。噴嘴42包括被端壁50關閉的第一端48、由側壁M定義的第二開口端52，所述側壁M從端壁50的邊緣延伸。噴嘴42具有常規矩形的外部截面輪廓，但在其他實施例中，也可以使用別的外部截面輪廓，如圓形、正方形或其他對稱的或抽象的形狀。 所述噴嘴42還包括第一退出孔56和第二退出孔58，其分別穿過端壁50。在本實施例中， 第一退出孔56和第二退出孔58是截然對齊的。但是，在其他實施例中，第一退出孔56和第二退出孔58可在不脫離本發明精神範圍的情況下進行修改。接下來參照圖3至圖5，噴嘴42的側壁M定義一個常規圓柱形腔60。一個常規圓柱形中央插件62從端壁50的中央區域延伸進入所述腔60，多個橫向相對的開口或凹槽 64置於所述中央插件62的遠端。在其他實施例中，所述中央插件62克更少或更多的開口。 與腔60相鄰的端壁50還包括軸向延伸的多個脊66，所述脊66位於第一退出孔56和第二退出孔58中每一個的相對側。進一步具體參照圖4，與腔60相鄰的端壁50，包括圍繞第二退出孔58的凹槽68，但一般都是平面圍繞第一退出孔56。此外，圖4和圖5示出了一個環形槽或凹槽70，該環形槽或凹槽70被置於與腔60相鄰的側壁M中。第一退出孔56和第二退出孔58可以是任何大小和形狀，但在本非限制性實施例中是常規的圓柱形。進一步，第一退出孔56和第二退出孔58可以是相同或不同的大小和形狀。在本實施例中，第二退出孔58大於第一退出孔56。更具體地說，第二退出孔58的直徑大於第一退出孔56的直徑。例如，第二退出孔58具有介於約0.017英寸(約0.44毫米) 至約0. 021英寸(約0. 53毫米)之間的直徑，而第一退出孔56具有介於介於約0. 013英寸(約0.33毫米)至約0.017英寸(約0.44毫米)之間的直徑。在另一個例子中，第二退出孔58具有約0.019英寸(約0.48毫米)的直徑，且第一退出孔56具有約0. 015英寸 (約0.38毫米)的直徑。除此之外或與之結合的是，第一退出孔56和第二退出孔58的長度可以是多種多樣的。在一個例子中，第一退出孔56和第二退出孔58的長度介於約0. 055 英寸(約1.40毫米)至約0.035英寸(約0.89毫米)之間。在另一個實施例中，第一退出孔56和第二退出孔58的長度在約0. 045英寸(約1. 14毫米)。下面參照圖2與圖6至圖8，優選閥44是常規圓柱形構件，該構件具有進入端80 和排出端82。一個平面的、常規矩形的端壁84位於進入端80，外管狀壁86從端壁84處延伸至排出端82。內管狀壁88放射狀地放置在外管狀壁86內，並通過在兩者之間延伸的端壁90被連接於外管狀壁86上。端壁90與優選閥44的排出端82隔開安置，來定義一個凹進的渠道92。多個放射狀地相對的開口 94穿過最接近排出端82處的內管狀壁88。在其他實施例中，內管狀壁88可包括更少或更多地開口穿過其中。此外，峰或階96被置於凹進的渠道92中，介於多個相對的開口 94的第一側之間。在本實施例中，峰96被置於多個相對的開口 94的正中間。所述峰96包括一個平面形頂部，並且從端壁50至基部和峰96的頂部有一個平滑的、常規的拋物線過渡。但是，在其他實施例中，在不脫離本公開精神的範圍內可對峰96進行修改，如修改峰96為包括渠道和/或腔來置於其內(未示出)。優選閥44進一步包括置於與凹進的渠道92截然相對的多個相對的開口 94的第二側之間的壁98。在本實施例中，壁98實質上在相對的開口 94之間延伸，並隆起經由所述外管狀壁86與內管狀壁88的端。壁98作用為沒有在使用的那個堵塞退出孔，將在以下更詳細介紹。因此，對壁98的修改也是可以進行的，只要能使壁98能夠執行這種功能即可。 圖6還示出了凹進入壁98的多個徑向渠道100，它們與噴嘴42中的脊66互相作用，來進一步堵塞沒有在被使用的那個退出孔。徑向渠道100，同樣也影響用於噴嘴組件40的各功能位置的摁扣型(snap-type)停止位置。下面詳細參照圖7和圖8，內管狀壁88定義一個軸向通道102穿過其中。此夕卜， 穿過內管狀壁88的所述相對的開口 94，形成一個或多個徑向通道104，從軸向通道102通向凹進的渠道92。此外，一個或多個渠道106，沿與軸向通道102相鄰的內管狀壁88軸向延伸。所述優選閥44還包括一個防旋轉功能，由此所述優選閥44實質上被可旋轉地固定到排放構件46上。圖7和圖8示出一個此類防旋轉功能的實施例，其中一對兒指108從內管狀壁88延伸。該指108與排放構件46上的結構互相作用，來防止優選閥44在排放構件 46上旋轉，將在以下更詳細介紹。在其他的實施例中，也可使用不同的防旋轉特徵，這對普通技術人員來說是很明顯的。圖6和圖8還示出了一個環形肋110，其被置於外管狀壁86上，與端壁90隔開。 圖13示出，噴嘴42的環形凹槽70被置於優選閥44的環形肋110之上，來可旋轉地將噴嘴 42裝配到優選閥44上。圖8進一步示出了一個在外管狀壁86中的環形凹槽112，其與排放構件46相互作用，將在以下更詳細介紹。在本公開中，排放構件46—般定義一個管道，該管道從液體分配器的分配端到噴嘴供應液體並使其出去一個或多個退出孔。根據非限制例子的方式，圖2和圖9至圖12示出具有排出閥130的排放構件46，所述排出閥130被置於閥體132中來定義一個液體供應管道。所述排出閥130包括一個環形的端壁134，矩形柱136從端壁134延伸，且一個常規圓柱形構件138從矩形柱136軸向隆起。更詳細參照圖9至圖11，一個中央口徑140進一步被定義穿過該柱136與該圓柱形構件138。中央口徑140包括矩形室142，該矩形室由柱 136和端壁134的一部分來定義。圖9示出指144，其從與矩形室142相鄰的端壁134延伸。 在本實施例中，圓柱形構件138還包括一個插件146，其被置於中央口徑140和一個或多個軸向渠道148中，該渠道148延伸穿過圓柱形構件138直至中央口徑140。參照圖10，本實施例包括六個軸向渠道148，它們放射狀地延伸穿過圓柱形構件138直至中央口徑140。參照圖2、圖12和圖13，閥體132包括基壁160，圓柱形柱162從該基壁上延伸。矩形插件164從圓柱形柱162內的基壁160延伸，孔隙166穿過與賽栓164相鄰的基壁160。 此外，圓柱形柱162包括一個環形肋168，其中，優選閥44的環形凹槽112被置於環形肋168 之上，來使優選閥44安定在閥體132上，例如圖13所示。圖13進一步示出，當噴嘴42被置於優選閥44之上時，中央插件62被置於由優選閥44的內管狀壁88定義的軸向通道102之中。排出閥130的圓柱形構件138也被置於優選閥44的軸向通道102之內，由此，在中央插件62和圓柱形構件138之間形成一個腔170。進一步，優選閥44的指108耦合在排出閥130的矩形柱136的多個邊上，來提供上面所提過的防旋轉特徵。此外，排出閥130被置於閥體132的圓柱形柱162之中，由此矩形插件164 被置於矩形室142中。噴嘴42、優選閥44、排出閥130、和圓柱形柱162，都最好沿著一個軸對齊，如圖2和圖13所示。在使用中的噴嘴組件40的一個非限制性例子中，液體流過閥體132的基壁160中的孔隙166並經過排出閥130的端壁134的邊緣。端壁134朝向圓柱形構件138彈性彎曲來允許液體經過，並在端壁134上不存在向前的壓力時彈性關閉。在本實施例中，排出閥 130和端壁134起到止回閥的作用，只允許液體沿一個方向流過噴嘴組件40並出去退出孔。 參照圖13和圖14，在液體流經排出閥130的端壁134之後，液體流過位於優選閥44的管狀壁88中的渠道106並進入腔170。噴嘴42可在四個連續功能之間相對於優選閥44的管狀壁86軸向旋轉即第一噴灑位置、第一關閉位置、第二噴灑位置、第二關閉位置。在兩個關閉位置上，如圖17和圖20 所示，例如，在噴嘴42的中央插件62中的多個凹槽64不與穿過優選閥44的內管狀壁88的開口 94對齊，由此來關閉軸向通道102與凹進的渠道92之間的通道104。因此，液體不能從腔170流入凹進的渠道92。但是，在圖13、圖15、圖18、圖19所示的第一噴灑位置和第二噴灑位置，例如，中央插件62中的凹槽64與穿過優選閥44的內管狀壁88的開口 94對齊，由此可打開從軸向通道102通往凹進的渠道92的通道104。在這個位置上，液體可以從腔170流入凹進的渠道92。隨著液體通道104的打開，流過該通道的液體流入凹進的渠道92，流上峰96，然後流出一個退出孔。在圖13所示的第一噴灑位置，例如，第一退出孔56對準峰96之上，第二退出孔58對準壁98上。由於第二退出孔58被壁98堵塞，液體只能流過第一退出孔56。 在圖18所示的第二噴灑位置，例如，第二退出孔58對準峰96之上且第一退出孔56對準壁 98上。由於第一退出孔56被壁98堵塞，液體只能流過第二退出孔58。更具體地說，在第一噴灑位置，第一液體壓縮路徑被定義在噴嘴42和優選閥44之間。第一液體壓縮路徑包括被定義在第一退出孔56和峰96之間的第一壓縮體積。同樣， 在第二噴灑位置，第二液體壓縮路徑被定義在噴嘴42和優選閥44之間。第一液體壓縮路徑包括被定義在第二退出孔58和峰96之間的第二壓縮體積。因為在噴嘴42的端壁50中的圍繞第二退出孔58的凹槽68的關係，第二壓縮體積大於第一壓縮體積。因此，第二噴灑位置噴射發散的噴霧模式，該模式下液滴的平均液滴大小大於在第一噴灑位置的。在一個實施例中，在第一噴灑位置和第二噴灑位置產生的噴霧的平均液滴大小一般小於約120微米，且在第二噴灑位置的平均液滴大小近似於第一噴灑位置的平均液滴大小的兩倍。在另一個實施例中，第二噴灑位置產生的噴霧的平均液滴大小一般在約90微米到約120微米之間，且第一噴灑位置產生的噴霧的平均液滴大小一般在約40微米到60微米之間。在進一步的實施例中，第二噴灑位置產生的噴霧的平均液滴大小一般在約100微米，第一噴灑位置產生的噴霧的平均液滴大小一般在約40微米。用來分析噴嘴組件40的上述不同的噴灑位置的另一種方法，是就在每個位置流過噴嘴組件40的壓降(pressure drop)和/或峰值速度(peak velocity)來講的。在一個分析中，流速為約1 2毫升/秒的穩定水流，更具體來說是流速為1. 8毫升/秒的被模擬。這種流量可以從型的觸髮式噴霧器中生成，其中觸發泵送衝程，約0. 5秒的衝程時間產生的液體流具有0. 9毫升的體積，且每次觸發泵送衝程輸出約0. 8至1. 8克的液體。在第一噴灑位置，模擬水流被與介於39psi至40psi (約沈9 276千帕)之間的壓降關聯，更具體來說是約39. Ipsi (約270千帕)，並具有約22 23米/秒的峰值速度，更具體來說， 約22. 8米/秒的峰值速度。在第二噴灑位置，模擬流水與約15 16psi (約103 110千帕)之間的壓降關聯，更具體來說，是約15. 8psi (約109千帕)的壓降，並具有約14 15 米/秒峰值速度，更具體來說是約14.3米/秒的峰值速度。在這個例子中，已知的計算流體動力學(CFD computational fluid dynamics)方法可以應用到這些不同的壓降和峰值速度中來估算第一和第二噴灑位置的平均液滴大小。根據一個CFD方法，第一噴灑位置產生具有約44微米的索特平均直徑(sauter mean diameter)的輸出，最好是約51微米的液滴直徑。第二噴灑位置產生具有約94微米的索特平均直徑的輸出，最好是約108微米的液滴直徑。索特平均直徑是體積與表面積的比與整個噴霧相同的液滴的直徑。圖21至圖25示出噴嘴組件200的另一實施例，其在結構和功能上與圖1 20的噴嘴組件40相似，其不同點如下所述。噴嘴組件200包括置於優選閥204之上的噴嘴202， 其進一步又被置於圖2的排放構件46之上。但是，在其他例子中，也可使用從液體分配器的分配端向噴嘴供應液體的不同的排放構件。本實施例的噴嘴202實質上與圖1至圖5的噴嘴42類似，除了端壁50是與腔60相鄰的常規平面，並且一個單一的退出孔206穿過端壁50。本實施例的優選閥204，實質上與圖2與圖6至圖8的優選閥類似，除了凹進的渠道 92包括被置於相對的開口 94的第一側之間的第一峰208和被置於相對的開口 94的第二相對側之間的第二峰210。在本實施例中，第一峰208具有比第二峰210更大的高度。與優選閥的壁98成對照，在噴嘴組件處於噴灑位置時第二峰210允許液體經其流動，將在以下更詳細地描述。在使用時，液體流過閥體132的基壁160中的孔隙166並流經排出閥130的外部邊緣。此後，液體流過位於內管狀壁88內的渠道106進入腔170。圖21至圖25的噴嘴組件200，也是可在四個連續功能位置之間旋轉的第一噴灑位置、第一關閉位置、第二噴灑位置、第二關閉位置。在兩個關閉位置，在噴嘴202的中央插件62中的凹槽64不與穿過優選閥204的內管狀壁88的開口 94對齊，並且軸向通道102與凹進的渠道92之間的通道 104關閉。因此，液體無法從腔170流入凹進的渠道92。但是，在第一噴灑位置和第二噴灑位置，中央插件62中的凹槽64與穿過優選閥204的內管狀壁88的相對的開口 94對齊，來打開內軸向通道102與凹進的渠道92之間的液體通道104。在這個位置上，允許液體從腔 170腔流入凹進的渠道92。隨著液體通道104的打開，液體穿越其中進入凹進的渠道92，越過第一峰208和第二峰210，並流出退出孔206。在圖M所示的第一噴灑位置，第一液體壓縮路徑隨著退出孔對齊第一峰208之上在凹進的渠道92中被定義第一液體壓縮路徑包括具有被定義在第一峰208與退出孔206之間的第一體積的第一壓縮室。在圖25所示的第二噴灑位置，第二液體壓縮路徑隨著退出孔206對齊第二峰210之上而被定義。第二液體壓縮路徑包括具有被定義在第二峰210和退出孔206之間的第二體積的第二壓縮室。第二壓縮體積大於第一壓縮體積，因為第二峰210具有大於第一峰208的高度。因此，第一噴灑位置噴射發散的噴霧模式，該模式具有小於在第二噴灑位置噴射的發散噴霧的第二平均液滴大小的第一平均液滴大小。
在一個實施例中，第一噴灑位置和第二噴灑位置，產生具有一般小於120微米的平均液滴大小的噴霧，且在第二噴灑位置的平均液滴大小大於在第一噴灑位置的平均液滴大小。圖沈至圖四示出噴嘴組件MO的另一個實施例，該噴嘴組件240包括置於排放構件246之上的噴嘴M2。排放構件246與之前的實施例的排放構件46相似，包括優選閥 130和閥體132，噴嘴242包括中央突起M8，其從端壁50上延伸進入腔60，且多個退出孔 250圍繞該中央突起248分布。進一步，常規管狀插件或套筒252從端壁50上延伸進入腔 60。套筒252放射狀地與中央突起M8間隔開，並包括一個或多個軸向渠道254，該軸向渠道邪4沿套筒252內側軸向地延伸，如圖觀所示。進一步，噴嘴242的側壁M包括第一螺旋螺紋256，閥體132的圓柱形柱162包括第二螺旋螺紋258，其可以螺合到第一螺旋螺紋 256 上。在使用時，噴嘴242軸向地置於閥體132之上和周圍，由此第一螺旋螺紋256擰合第二螺旋螺紋258，並且套筒252被置於排出閥130的常規圓柱形構件138之上和周圍。流體流過閥體132的基壁160中的孔隙166並經過排出閥130的外邊緣。噴嘴組件240可在至少三個功能位置旋轉即第一噴灑位置、第一關閉位置、第二噴灑位置。其他連續關閉和噴灑位置，可部分地取決於螺旋螺紋256、258的長度和噴嘴242與套筒252的長度。在關閉位置，套筒252中的軸向渠道邪4不與圓柱形構件138中的軸向渠道148對齊來阻止液體流向退出孔250。但是，在第一噴灑位置和第二噴灑位置，套筒252中的軸向渠道254與圓柱形構件138中的軸向渠道148對齊，來允許液體流過中央突起248並流出退出孔250。通過非限制性例子來說，圖27至圖四示出在第一噴灑位置、第二噴灑位置及關閉位置的噴嘴組件對0。更具體地說，圖27示出在第一噴灑位置的噴嘴組件M0，在該位置噴嘴242被置於離排放構件M6的第一軸向距離上。第一噴灑位置定義第一液體壓縮路徑， 其包括在噴嘴242與排出閥130的遠端之間的第一壓縮室沈0。近似於90度順時針的噴嘴242相對於排放構件M6的旋轉，將噴嘴組件240置於關閉位置上，圖28示出了一個這樣的例子。同一方向上的近似於90度順時針的噴嘴242相對於排放構件M6的進一步旋轉，將噴嘴組件240從關閉位置移至第二噴灑位置上，如圖四所示。在第二噴灑位置，噴嘴 242被置於離排出閥130遠端更遠的第二軸向的位置。此外，第二噴灑位置定義第二液體壓縮路徑，該路徑包括介於噴嘴242與排出閥246之間的第二壓縮室沈2。由於第一螺旋螺紋256和第二螺旋螺紋258之間的相互作用，噴嘴242相對於排放構件246的旋轉，改變噴嘴242距離排放構件246與排出閥130的遠端的軸向距離。在本實施例中，第二距離大於第一距離，並且，在關閉位置，噴嘴242被置於離排放構件246第三距離處，該第三距離介於第一距離和第二距離之間。因此，在第一噴灑位置中的第一壓縮室沈0，具有小於第一噴灑位置中的第二壓縮室262的第一體積。因此，第二噴灑位置，噴射液滴的平均液滴大小大於第一噴灑位置的發散噴霧模式。在一個實施例中，第一噴灑位置和第二噴灑位置，產生平均液滴大小一般小於120 微米的噴霧，並且在第二噴灑位置中的平均液滴大小，大於在第一位置中的評價液滴大小。在此處公開的所有的實施例中，在第一噴灑位置和第二噴灑位置上最好均不形成渦流室。但是，在某些實施例中，如果需要的話，也可以形成渦流室。因此，包括渦流室或其他渦流誘導結構的噴嘴組件，也可以屬於本公開的範圍。
本公開同時也將包括前面所述實施例的各個單獨的特徵的各種可能的變形與各種組合的其他全部實施例具體包括在內。產業應用性此處公開的噴嘴組件，適於生成具有小於120微米的平均液滴大小的不同的發散液體噴霧輸出。這種不同的發散液體噴霧輸出，適用於將液體懸浮在空氣中或對某表面上的應用。本發明的各種修改，對本技術領域人員來說在參照了前面的描述之後是很容易的。因此，前面的描述的目的，僅在於使本技術領域技術人員可以理解和適用本發明以及向其說明本公開的最佳實施模式。本公開要求後述的權利要求項包含的所有修改的權利。
權利要求
1.一種用於液體分配器的噴嘴組件，包括 排放構件，其定義一個液體供應管道；噴嘴，其包括延伸穿過其中的退出孔，其中，所述噴嘴被置於所述排放構件的一端之上；和液體壓縮路徑，其由所述噴嘴和所述排放構件定義，其中，所述液體壓縮路徑包括液體壓縮室，所述液體壓縮室從所述液體供應管道向所述退出孔供應液體，其中，所述噴嘴可調為第一噴灑位置和第二噴灑位置，第一噴灑位置用於噴射具有第一平均液滴大小的液體噴霧，第二噴灑位置用於噴射具有大於所述第一平均液滴大小的第二平均液滴大小的液體噴霧，其中，在第一噴灑位置，所述液體壓縮室具有第一體積，在第二噴灑位置，所述液體壓縮室具有大於所述第一體積的第二體積，且其中，所述液體噴霧，在沒有在所述退出孔的直接上遊的渦流室的情況下形成。
2.如權利要求1所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴包括第一退出孔和第二退出孔，在第一噴灑位置，所述第一退出孔與所述壓縮路徑對齊來形成具有第一體積的第一壓縮室且所述第二退出孔被堵塞，在第二噴灑位置，所述第二退出孔與所述壓縮路徑對齊來形成具有第二體積的第二壓縮室且所述第一退出孔被堵塞。
3.如權利要求1所述的噴嘴組件，其中，所述液體壓縮路徑包括具有第一體積的第一液體壓縮室和具有第二體積的第二液體壓縮室，在第一噴灑位置，所述退出孔與所述第一壓縮室對齊來引導液體穿過其中，在第二噴灑位置，所述退出孔與第二壓縮室對齊來引導液體穿過其中。
4.如權利要求1所述的噴嘴組件，進一步包括 優選閥，其被置於所述排放構件與所述噴嘴之間，且 其中，所述液體壓縮室被定義在所述優選閥與所述噴嘴之間。
5.如權利要求4所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴相對於所述優選閥可旋轉，且所述優選閥包括防旋轉功能，由此所述優選閥實質上相對於所述排放構件被可旋轉地固定。
6.如權利要求4所述的噴嘴組件，其中，所述優選閥進一步包括 外壁，其放射狀地與定義軸向通道的內壁隔開；渠道，其沿與所述軸向通道相鄰的內壁軸向延伸；和端壁，其在與優選閥的排出端隔開的內壁與外壁之間延伸，來定義一個凹進的渠道，且其中，液體從液體供應管道被供應，穿過所述渠道和所述軸向通道，穿過所述凹進的渠道，到達液體壓縮室，流出所述退出孔。
7.如權利要求6所述的噴嘴組件，進一步包括多個放射狀相對的開口，其穿過最接近優選閥的排出端的內壁； 第一峰，其置於所述凹進的渠道中、介於多個相對的開口的第一側之間；和第二峰，其置於所述凹進的渠道中、介於多個相對的開口的第二側之間，且其中，所述第一峰的高度大於所述第二峰的高度。
8.如權利要求7所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴包括 端壁，所述退出孔軸向偏移並穿過該端壁；中央插件，其從所述端壁隆起並具有兩個橫向相對的凹槽，且其中，所述中央插件被置於優選閥的軸向通道中。
9.如權利要求6所述的噴嘴組件，進一步包括多個相對的開口，其穿過最接近所述優選閥的排出端的內壁；峰，其被置於所述優選閥的凹進的渠道中、介於所述多個相對的開口的第一側之間；和壁，其在所述多個相對的開口的相反的第二側之間延伸， 其中，所述壁實質上阻止液體流過所述所述第二側。
10.如權利要求9所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴包括端壁，其具有截然對齊的第一退出孔和第二退出孔穿過其中，且具有中央插件從其上隆起，且其中，所述端壁的內側圍繞第二退出孔凹進，所述中央插件包括凹槽並被置於優選閥的軸向通道中。
11.如權利要求10所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴的端壁包括軸向延伸的多個脊，其被置於第一退出孔與第二退出孔中每一個的相反側上，且其中，在多個相對的開口的第二側之間延伸的壁包括軸向延伸的多個渠道，其與多個脊互相作用，來在第二噴灑位置堵塞第二退出孔並在第一噴灑位置堵塞第一退出孔。
12.如權利要求1所述的噴嘴組件，其中，在第一噴灑位置，所述噴嘴被置於離排放構件第一軸向距離處，在第二噴灑位置，所述噴嘴被置於離所述排放構件第二軸向距離處，第二軸向距離大於第一軸向距離。
13.如權利要求12所述的噴嘴組件，其中，所述噴嘴可調至阻止液體噴霧噴射的關閉位置，且其中，在所述關閉位置，所述噴嘴被置於離所述排放構件第三軸向距離處，所述第三軸向距離介於第一軸向距離與第二軸向距離之間。
14.如權利要求12所述的噴嘴組件，其中， 所述排放構件進一步包括排出閥，其包括端壁與從所述端壁軸向隆起的常規圓柱形構件， 其中，所述圓柱形構件，具有中央口徑與延伸穿過其中直至該中央口徑的第一軸向渠道，進一步其中，所述噴嘴包括端壁；中央突起，其從所述端壁隆起； 至少一個退出孔，其圍繞所述中央突起分布； 套筒，其放射狀地與所述中央突起隔開並從所述端壁隆起；和第二軸向渠道，其沿所述套筒分布，且其中，所述套筒被置於所述排出閥的圓柱形構件之上，且所述第二軸向渠道可旋轉移動來選擇性地對齊第一軸向渠道。
15.一種使用單一的可調噴嘴組件的方法，所述可調噴嘴組件用於以具有第一平均液滴直徑大小的第一液體噴霧輸出來將具有最小液體液滴落塵的液體傳播至空氣中，並用於以具有第二平均液滴直徑大小的第二液體噴霧輸出來將液體應用至表面上，所述方法包括以下步驟提供單一的可調噴嘴組件，其中，所述噴嘴組件定義離散的第一液體壓縮路徑和離散的第二液體壓縮路徑，且其中，所述噴嘴組件在第一液體壓縮路徑和第二液體壓縮路徑之間不提供連續可變的調節；調節所述噴嘴組件來形成第一液體壓縮路徑； 通過所述第一液體壓縮路徑來泵送液體；從噴嘴組件生成第一液體噴霧輸出，其中，所述第一液體噴霧，具有被選出的平均液滴直徑大小，通過確保大量揮發到周圍空氣中來最小化落到周圍表面上的液滴落塵；引導所述第一液體噴霧輸入以選出的方式進入到周圍空氣中，來在碰到周圍表面之前允許實質上完成第一液體噴霧輸出的揮發；調節所述噴嘴組件來形成第二液體壓縮路徑； 通過所述第二液體壓縮路徑來泵送液體；從噴嘴組件生成第二液體噴霧輸出，所述第二液體噴霧輸出具有至少大約相當於第一液體噴霧輸出兩倍的平均液滴大小的第二平均液滴直徑大小；和弓丨導第二液體噴霧輸出到表面上。
16.如權利要求15所述的方法，其中，通過第一液體壓縮路徑和第二液體壓縮路徑泵送液體的步驟包括以下步驟以約1. 8ml/s的流速泵送約0. 8g至1. 8g的液體，且其中，生成第一液體噴霧輸出的步驟包括以下步驟在約23m/s的峰值速度，在退出孔生成約270kPa的壓降，進一步，其中，生成第二液體噴霧輸出的步驟包括以下步驟在約14m/s的峰值速度，在退出孔生成約109kPa的壓降。
17.如權利要求15所述的方法，其中，生成第二液體噴霧輸出的步驟與引導第二液體噴霧輸出到表面上的步驟包括以下步驟將所述噴嘴組件放置在離所述表面約25cm至約46cm處；和在表面上生成具有約15cm至約36cm直徑的常規錐形噴霧輸出，來將液體最佳應用到所述表面上。
18.如權利要求15所述的方法，其中，所述第一液體噴霧輸出，具有約40 μ至約60 μ的平均液滴直徑大小，所述第二液體噴霧輸出，具有約90 μ至約120 μ的平均液滴直徑大小，且其中，所述第一液體壓縮路徑，包括直徑為約0. 38mm且長度為約1. 14mm的第一退出孔，所述第二液體壓縮路徑，包括直徑為約0. 48mm且長度為約1. 14mm的第一退出孔，且其中，所述方法進一步包括以下步驟通過直接在第一退出孔與第二退出孔上遊的實質上通暢的直接徑向流路，向第一退出孔與第二退出孔供應液體。
19.一種用於液體分配器的噴嘴組件，包括 排放構件，其定義一個液體供應管道；噴嘴，其包括退出孔，其中，所述噴嘴被置於所述排放構件的一端之上；和液體壓縮路徑，其被定義在所述噴嘴與所述排放構件之間，其中，所述液體壓縮路徑包括液體壓縮室，所述液體壓縮室從所述液體供應管道向所述退出孔供應液體，且其中，所述液體壓縮室直接位於所述退出孔上遊，並提供實質上通向所述退出孔的通暢的直接徑向流路，其中，所述噴嘴可調為第一噴灑位置和第二噴灑位置，第一噴灑位置用於噴射具有第一平均液滴大小的發散的液體噴霧，第二噴灑位置用於噴射具有大於所述第一平均液滴大小的第二平均液滴大小的發散的液體噴霧，其中，所述第一平均液滴大小為約40 μ至約60 μ，所述第二平均液滴大小為約90 μ至約 120 μ。
20.如權利要求19所述的噴嘴組件，進一步包括優選閥，其被置於所述排放構件和所述噴嘴之間，其中，所述優選閥定義一個液體通道，且其排出端上的一個凹進的渠道與該液體通道連通，其中，所述噴嘴包括端壁，其具有第一退出孔和第二退出孔穿過其中，且其中，所述端壁的內側圍繞第二退出孔凹進，且所述第二退出孔大於所述第一退出孔，且其中，在第一噴灑位置，所述第一退出孔與所述優選閥的凹進的渠道對齊且所述第二退出孔被堵塞，在第二噴灑位置，所述第二退出孔與所述凹進的渠道對齊且所述第一退出孔被堵塞。
全文摘要
一種用於液體分配器的噴嘴組件，包括排放構件，其定義一個液體供應管道；和噴嘴，其包括退出孔，其中，所述噴嘴被置於所述排放構件的一端之上。一個液體壓縮路徑由所述噴嘴和所述排放構件定義，其中，所述液體壓縮路徑包括液體壓縮室，該液體壓縮室從所述液體供應管道向所述退出孔供應液體。所述噴嘴可調為第一噴灑位置和第二噴灑位置，第一噴灑位置用於噴射具有第一平均液滴大小的液體噴霧，第二噴灑位置用於噴射具有第二平均液滴大小的液體噴霧。在第一噴灑位置，所述液體壓縮室具有第一體積，在第二噴灑位置，所述液體壓縮室具有大於所述第一體積的第二體積。最好是，液體噴霧不經渦流室形成。
文檔編號B05B1/16GK102413942SQ201080017805
公開日2012年4月11日 申請日期2010年3月17日 優先權日2009年3月19日
發明者凱裡·E·曼德菲爾德, 羅德尼·L·普拉特, 肖恩·彼得森 申請人:詹森父子公司