專利名稱：具有非截頭圓錐形漏斗壁的分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于流體噴霧器裝置的霧化器，并且更具體地涉及適于產(chǎn)生相對(duì)小粒度分布的霧化器。
背景技術(shù)：
流體霧化器已為本領(lǐng)域所熟知。流體霧化器用于噴霧器中以霧化正在被分配的離散量的流體。所述流體可以散裝形式存儲(chǔ)在貯存器22中?？刹捎檬止け没蛲七M(jìn)劑填充來(lái)提供將流體從貯存器22抽到霧化器并且通過(guò)噴嘴噴出的原動(dòng)力。一旦流體通過(guò)噴嘴噴出，其可被分散到大氣中，引向目標(biāo)表面等。常見(jiàn)的目標(biāo)表面包括工作臺(tái)面、織物、人的皮膚等。然而，當(dāng)前的霧化器并不總是提供足夠小的粒度分布，尤其是在相對(duì)低的推進(jìn)壓力下。對(duì)于推進(jìn)劑材料的安全性和保存而言，相對(duì)低的推進(jìn)壓力是所期望的。 本領(lǐng)域中的嘗試包括1918年3月19日公布的US 1，259，582 ; 1972年9月19日公布的US 3，692,245 ; 1996年5月7日公布的US 5，513，798 ;2005年I月6日公布的US 2005/0001066 ;2008 年 3 月 20 日公布的 US2008/0067265 ; 1988 年 4 月 23 日公布的 SU1389868 ;和1985年9月7日公布的SU 1176967。這些嘗試中的每一個(gè)均顯示由直的側(cè)壁所提供的會(huì)聚流動(dòng)路徑。直的側(cè)壁與傳統(tǒng)觀點(diǎn)相符合，所提供的流動(dòng)路徑越短，因而產(chǎn)生的阻力越小。例如，參見(jiàn) Lefebvre 的 Atomization and Sprays (1989 版權(quán)所有)，Hemisphere PublishingCompany。Lefebvre的第116頁(yè)顯示了三種不同的噴嘴設(shè)計(jì)。全部三種噴嘴均具有直的側(cè)壁。Lefebvre具體地提出了通過(guò)包括同前的“最小面積的潤(rùn)濕表面來(lái)降低摩擦損失”來(lái)改
善霧化的質(zhì)量。Lefebvre還認(rèn)識(shí)到設(shè)法在相對(duì)低流動(dòng)速率下獲得所期望的流動(dòng)特性和在小于7MPa下努力實(shí)現(xiàn)流動(dòng)的問(wèn)題。Lefebvre還承認(rèn),單純形霧化器的主要缺點(diǎn)是流動(dòng)速率僅隨著壓力差的平方根而改變。因此，使流動(dòng)速率加倍要求壓力上增大四倍。同前在第116-117頁(yè)?，F(xiàn)有技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的霧化器的另一個(gè)問(wèn)題是，采用具有現(xiàn)有技術(shù)的直的側(cè)壁的霧化器增大或減小霧化圖案的圓錐角要求重新平衡各種流動(dòng)面積(例如，渦流室直徑、切向流動(dòng)面積、出口孔徑或長(zhǎng)度/直徑比率)。利用本發(fā)明，了解理想產(chǎn)品遞送特性的一個(gè)普通技術(shù)人員可容易地重新調(diào)節(jié)螺旋杯來(lái)提供新的噴霧特性并且僅僅將螺旋杯置換為一個(gè)新的。相對(duì)于如現(xiàn)有技術(shù)中所發(fā)生的置換整個(gè)頂蓋，這種方法改善了制造靈活性并且降低了成本。可以看出，需要一種不同方法和在相對(duì)低的壓力下提供所期望的噴霧特性的螺旋杯。發(fā)明概述本發(fā)明包括用于加壓分配器的螺旋杯。螺旋杯具有不是截頭圓錐形的漏斗壁。這種幾何形狀提供被定義為具有曲線漏斗壁的會(huì)聚性回轉(zhuǎn)曲面的流動(dòng)面積。附圖概述
圖I是可用于本發(fā)明的例證性氣溶膠容器的透視圖。圖2A是圖I的例證性噴霧器的透視圖。圖2B是圖2A的噴霧頂蓋的頂部平面圖。
圖3是沿著圖2B的線3-3截取的圖2A的噴霧頂蓋的垂直截面圖。圖3A是圖3的指示區(qū)域的局部放大視圖，其顯示在外殼內(nèi)的螺旋杯和止擋。圖3B是圖3的螺旋杯的放大視圖。圖4A是例證性螺旋杯的透視圖，其顯示入口并且具有四個(gè)通道。圖4B是例證性螺旋杯的透視圖，其顯示入口并具有三個(gè)通道。圖4C是例證性螺旋杯的透視圖，其顯示入口并具有兩個(gè)通道。圖5是圖3B的螺旋杯的放大的局部的截面圖。圖5A是圖5的螺旋杯的輪廓圖，其顯示入口并且在圖3B中的線5A-5A的方向上截取。圖6是圖4A的螺旋杯的從環(huán)形室到噴嘴出口的流動(dòng)路徑的透視圖。圖7是圖4A的螺旋杯的從環(huán)形室到噴嘴出口的流動(dòng)路徑的透視圖，其顯示由止擋所形成的切割平面。圖8是從環(huán)形室進(jìn)入圖4A的螺旋杯的流動(dòng)路徑的端口的透視圖。圖9A是具有呈約2度傾斜角的凹槽的例證性螺旋杯的垂直截面圖。圖9B是具有呈約11. 5度傾斜角的凹槽的例證性螺旋杯的垂直截面圖。

圖10是螺旋杯的可供選擇的實(shí)施方案的破斷的垂直截面圖，上面的實(shí)施方案具有單個(gè)凹槽并且漏斗壁具有凸面、凹面和不變橫截面部分，下面的實(shí)施方案沒(méi)有凹槽并且漏斗壁具有其間具有凹面部分的兩個(gè)凸面部分。圖IlA是一個(gè)頂蓋可供選擇的實(shí)施方案的垂直截面圖，其具有更堅(jiān)硬的止擋以及為清楚起見(jiàn)刪掉的螺旋杯。圖IlB是圖IlA的指示面積的局部放大視圖，其顯示止擋與插在外殼中的螺旋杯。圖12是當(dāng)在三種不同的噴霧系統(tǒng)上測(cè)量時(shí)三種粒度分布測(cè)量值的圖不。圖13是當(dāng)在三種不同的噴霧系統(tǒng)上測(cè)量時(shí)圖案密度測(cè)量值的圖示。圖14是在噴霧系統(tǒng)上測(cè)量時(shí)凹槽數(shù)目對(duì)粒度分布影響的圖示。發(fā)明詳述參見(jiàn)圖1，本發(fā)明可用于永久密封的加壓容器例如氣溶膠分配器20。通常氣溶膠分配器20可包括用來(lái)容納液體產(chǎn)品的貯存器22和在所述頂部上或者與所述頂部并置的按鈕25閥門系統(tǒng)。分配器20可具有頂蓋24，所述頂蓋任選地和可互換地容納下文所述的其它組件。使用者用手按壓按鈕25，在壓力下從貯存器22中釋放產(chǎn)品以通過(guò)噴嘴32被噴出。可用于本發(fā)明的例證性的和非限制性的產(chǎn)品包括發(fā)膠、身體噴劑、空氣清新劑、織物復(fù)新劑、硬質(zhì)表面清潔劑、消毒劑等。氣溶膠分配器20的貯存器22可用于容納流體產(chǎn)品、推進(jìn)劑和/或它們的組合。流體產(chǎn)品可包括氣體、液體和/或懸浮液。氣溶膠分配器20也可在閥門或其它閥門排列上具有浸料管、袋以選擇性地控制分配，如使用者所期望的那樣以及如本領(lǐng)域所熟知的那樣。用于制造分配器20的貯存器22、頂蓋24和/或其它材料可包括塑料、鋼鋁或已知適于此類應(yīng)用的其它材料。除此之外或者作為另外一種選擇，所述材料可為可生物再生的、綠色友好的并且包括竹子、基于淀粉的聚合物、生物衍生聚乙烯醇、生物衍生聚合物、生物衍生纖維、非原生油衍生纖維、生物衍生聚烯烴等。參見(jiàn)圖2A和2B，頂蓋24還包括噴嘴32，待分配的產(chǎn)品通過(guò)該噴嘴被霧化成小顆粒。如圖所示，噴嘴32可為圓形的，或者具有其它橫截面，如本領(lǐng)域所知。噴嘴32可如本領(lǐng)域已知進(jìn)行外部倒棱來(lái)增大噴霧的圓錐角。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)20至30度的倒棱是適合的。顆粒可被分配進(jìn)大氣中或者分配到目標(biāo)表面上。參見(jiàn)圖3、3A和3B，本發(fā)明包括螺旋杯30。螺旋杯30可為可插入噴霧系統(tǒng)的頂蓋24中的離散組件，如圖所示。作為另外一種選擇，螺旋杯30可被整體模塑到頂蓋24中。螺旋杯30可由乙縮醛共聚物注塑。螺旋杯30可被插入頂蓋24中，尤其是插入其外殼36中。外殼36可具有止擋34。止擋34限制將螺旋杯30插入頂蓋24的外殼36中。止擋34還與螺旋杯30形成切割平面84。
在按壓按鈕25來(lái)開(kāi)始分配時(shí)，產(chǎn)品以及任選地與其混合的推進(jìn)劑從貯存器22中被釋放出來(lái)并且流過(guò)閥門，如本領(lǐng)域所熟知。所述產(chǎn)品進(jìn)入止擋34中的室35，該室35位于切割平面84的上游。室35填充有待分配的產(chǎn)品。室35可為環(huán)形形狀并且界定噴嘴32的軸線。參見(jiàn)圖4A、4B、4C，螺旋杯30可包括圓柱形外殼36。外殼36可具有貫穿的縱向軸線L-L。螺旋杯30可具有縱向相對(duì)的兩個(gè)端部，它們分別為具有漏斗壁38的第一端部和通常敞開(kāi)的第二端部。參見(jiàn)圖5和5A，漏斗壁38形成本發(fā)明的基礎(chǔ)，而螺旋杯30的其它組件是輔助的?？稍O(shè)置孔口以提供穿過(guò)漏斗38并且具有入口和出口 44的流動(dòng)路徑。出口 44可為噴嘴32。孔口可位于螺旋杯30的中心，或者可偏心地設(shè)置?？卓诳蔀榇笾驴v向走向的，并且在平行于縱向軸線L-L的退化情況下?？卓诳删哂胁蛔兊闹睆交蛘呖稍谳S向上錐形化。對(duì)于本文所述的實(shí)施方案而言，O. 13mm至O. 18mm的不變孔口直徑可為合適的。漏斗壁38具有在第一端部的入口半徑50和與噴嘴32出口相對(duì)應(yīng)的出口 44半徑。入口半徑50和出口 44之間的軸向距離56平行于縱向軸線L-L，并且圓錐長(zhǎng)度54為沿著側(cè)壁在軸向上截取的距離。現(xiàn)有技術(shù)提出具有截頭直圓錐的流動(dòng)路徑。該流動(dòng)路徑提供由以下公式所給出的表面積(I)面積=TI X圓錐長(zhǎng)度X (入口半徑+出口半徑)，其中入口半徑50大于出口 44半徑，圓錐長(zhǎng)度54為沿著相對(duì)于縱向軸線L-L傾斜的側(cè)壁截取的入口和出口 44之間的距離，并且Π是約3. 14的已知常數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的螺旋杯30而言，流動(dòng)路徑的面積可以比可比的具有相同入口半徑50、出口半徑52和圓錐長(zhǎng)度54的截頭直圓錐的面積大至少10%、20%、30%、40%、50%、75%或 100%。對(duì)應(yīng)容積由下列公式給出(2) TI/3XhX [入口半徑~2+出口半徑~2+(入口半徑X出口半徑)]，其中h為平行于縱向軸線L-L截取的入口和出口 44之間的軸向距離56。截頭流動(dòng)路徑提供以虛線顯示的會(huì)聚性直的側(cè)壁60，其將由普通技術(shù)人員來(lái)預(yù)測(cè)以提供所有可能形狀的最小阻力和流動(dòng)阻力。例如，在Lefebvre的前述書(shū)籍Sprays andAtomizatio的第116頁(yè)中，明確地提出了直的會(huì)聚性側(cè)壁是已知的并且用于本領(lǐng)域中。對(duì)于本發(fā)明的螺旋杯30而言，流動(dòng)路徑的對(duì)應(yīng)容積可以比可比的具有相同入口半徑50、出口半徑52和圓錐長(zhǎng)度54的截頭直圓錐的對(duì)應(yīng)容積大至少10 %、20 %、30 %、40%、50%、75%或100%。同樣，本發(fā)明的螺旋杯30的對(duì)應(yīng)容積可以比可比的截頭圓錐體的對(duì)應(yīng)容積小至少10%、20%、30%、40%或50%。具體參見(jiàn)圖5，已令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)的結(jié)果通過(guò)具有比用直的側(cè)壁可獲得的流動(dòng)路徑長(zhǎng)的流動(dòng)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。更長(zhǎng)的流動(dòng)路徑可通過(guò)具有凹面的漏斗壁38來(lái)提供，如圖所示。圖5還顯示可用于本發(fā)明的漏斗壁38的不同的假定噴嘴32直徑62。漏斗壁38的表面積將隨著噴嘴32直徑62的變大而增大,如圖所示。當(dāng)然，整個(gè)漏斗壁38不需要精確地成型。如圖所示，漏斗壁38的與孔口并置的部 分64可為弧形的，并且漏斗壁38的其它部分66可為直的。如本文所用，直的是指沿著漏斗壁38在軸向上截取的線并且可以被看做設(shè)置在漏斗壁38上的三角形的斜邊，所述三角形具有與縱向軸線L-L重合的一個(gè)腿部并具有連接到斜邊上的圓的半徑的另一個(gè)腿部。圖5的漏斗壁38在概念上可被分成兩個(gè)部分，即，具有可變的流動(dòng)面積的第一會(huì)聚部分71和具有恒定的流動(dòng)面積的第二直的部分73?？纱_定第一面積71與第二面積73的軸向長(zhǎng)度的比率。對(duì)于本文所述的實(shí)施方案而言，第一部分71與第二部分73的軸向長(zhǎng)度的比率可在I : 3至3 : 1、1 : 2至2 : I或者大約相等(提供約I : I的比率)的范圍內(nèi)。此外，入口面積與噴嘴32面積的比率可為至少I : 1、5 1、7 UlO : I或15 : I。往回參見(jiàn)圖4A、4B、4C，漏斗壁38內(nèi)可具有一個(gè)或多個(gè)凹槽80，如圖所示。作為另外一種選擇，漏斗壁38上可具有一個(gè)或多個(gè)翅片。凹槽80或翅片可影響流動(dòng)方向。當(dāng)流體通過(guò)孔口排放時(shí)，這種影響賦予流體周向分力。圓周流動(dòng)方向與縱向上軸向流動(dòng)方向相疊加以提供會(huì)聚性的螺旋狀的螺旋流動(dòng)路徑。凹槽80可圍繞縱向軸線L-L相等地或不等地在圓周上間隔開(kāi)，可具有相等或不等的深度，在螺旋方向上相等或不等的長(zhǎng)度，相等或不等的寬度/錐度等。圖4A、4B、4C分別顯示四個(gè)、三個(gè)和兩個(gè)軸對(duì)稱凹槽80，然而在對(duì)稱和不對(duì)稱配置、尺寸、幾何形狀等方面本發(fā)明并非受此限制并且可包括更多或更少的凹槽80。凹槽80具有可變的周向分力，當(dāng)接近噴嘴32時(shí)朝向縱向軸線L-L錐形化。為接近噴嘴32，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，凹槽80也具有軸向分力。參見(jiàn)圖6-7，其顯示了圖4A的實(shí)施方案的流體流動(dòng)路徑，其具有四個(gè)相等間隔開(kāi)的且大小相等的凹槽80。流體進(jìn)入止擋34的環(huán)形室35，流入四個(gè)凹槽80中的每一個(gè)，穿過(guò)切割平面84，并進(jìn)入螺旋杯30。切割平面84是一個(gè)虛擬平面，該平面在概念上將流體在凹槽80與流動(dòng)路徑71的會(huì)聚部分之間分開(kāi)。參見(jiàn)圖7，每個(gè)凹槽80均具有第一端部90，該端部為凹槽80的上游端部。凹槽80的上游端部可為凹槽80的相對(duì)于縱向軸線L-L具有最大半徑的部分。流體可在第一上游端部處進(jìn)入凹槽80。凹槽80以及其內(nèi)的任何產(chǎn)品/推進(jìn)劑流體從第一端部90向內(nèi)朝向縱向軸線L-L盤旋。凹槽80終止于第二端部91處。第二端部91可為凹槽80的相對(duì)于縱向軸線L-L具有最小半徑的部分。本發(fā)明的流動(dòng)面積在概念上可被分成兩個(gè)流動(dòng)路徑。第一流動(dòng)路徑被劃分在四個(gè)離散的凹槽80之間，并且在任何特定的橫截面處未界定縱向軸線L-L。與第一流動(dòng)路徑鄰接的第二流動(dòng)路徑使流體混合以從虛擬平面到噴嘴32在所有橫截面處界定縱向軸線L-L。與現(xiàn)有技術(shù)相反，平行于縱向軸線L-L截取的第一流動(dòng)路徑的投影長(zhǎng)度可小于第二流動(dòng)路徑的投影長(zhǎng)度。參見(jiàn)圖8，在外殼36內(nèi)的四個(gè)凹槽80與螺旋杯30之間的界面提供四個(gè)端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹槽80。端口是流動(dòng)面積在凹槽80的第二端部91與螺旋杯30之間的平面投影。在端口的上游，流體被劃分進(jìn)入與凹槽80對(duì)應(yīng)的離散的流動(dòng)路徑。在端口的下游，四個(gè)離散的流動(dòng)路徑可混合并在周向上會(huì)聚以形成連續(xù)膜并且通過(guò)噴嘴32被排出。螺旋杯30的連續(xù)膜中的流體界定縱向軸線。此外，當(dāng)接近噴嘴32時(shí)，流體會(huì)聚在軸向上。螺旋杯30中的流體徑向地會(huì)聚在軸向上。此類徑向會(huì)聚可在凹面壁64、凸面壁或它們的組合附近。
會(huì)聚壁可具有一些直的部分66,但壁的整體,從一個(gè)或多個(gè)入口到噴嘴32,不是直的。所謂直的，它是指在所述壁上從入口 92到噴嘴32的線條形成三角形的斜邊。如上所述，所述三角形具有與縱向軸線重合的一個(gè)腿部和具有連接到斜邊上的圓的半徑的另一個(gè)腿部。在螺旋杯30中，流體可混合并且界定縱向軸線。當(dāng)流體接近排放噴嘴32時(shí)，所述流體可會(huì)聚。此類會(huì)聚增大流的密度，產(chǎn)生低壓區(qū)。此外，流的半徑在幾乎整個(gè)縱向上減小，盡管接近排放噴嘴32可包括恒定半徑的一部分。參見(jiàn)圖9A和9B，凹槽80可相對(duì)于垂直于縱向軸線設(shè)置的虛擬平面傾斜。所述傾斜可為不變的，或者可隨著接近噴嘴32而增大。對(duì)于本文所述的實(shí)施方案而言，已發(fā)現(xiàn)相對(duì)于切割平面84的傾斜角為約2。至約11. 5°是合適的。如果傾斜角在凹槽80的整個(gè)長(zhǎng)度上變化，則傾斜可隨著接近凹槽80的第二端部91而增大，終止在前述的傾斜角范圍內(nèi)?？稍谇懈钇矫?4的位置處過(guò)凹槽80的中心的最小矢量角與切割平面84之間確定傾斜角。已發(fā)現(xiàn)，與具有2°傾斜角相比，具有11. 5°的傾斜角發(fā)生更緊密的粒度分布。參見(jiàn)圖10，在另一個(gè)實(shí)施方案中，漏斗壁38可具有部分或完全的凸形。在該實(shí)施方案中，如前面的實(shí)施方案一樣，漏斗壁38在噴嘴32處在漏斗壁38入口 42與漏斗壁38出口 44之間線性偏離。如前面的幾何形狀一樣，這種幾何形狀可具有不與以上公式(I)和
(2)中所述的等式相對(duì)應(yīng)的表面積和對(duì)應(yīng)容積。技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，混合幾何形狀也是可行的并且處于受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的發(fā)明范圍內(nèi)。在一個(gè)混合實(shí)施方案中，漏斗壁38的一部分可為凸面的，另一個(gè)部分可為凹面的，并且任選地，另一部分可為線性的。此外，在這樣一種幾何形狀中，漏斗壁38可具有不與以上公式(I)和(2)所述的等式相對(duì)應(yīng)的表面積和對(duì)應(yīng)容積。圖10的實(shí)施方案顯示漏斗壁38在那個(gè)漏斗壁38的會(huì)聚部分71中具有相鄰的凸面和凹面部分64。圖10的下面實(shí)施方案還具有未會(huì)聚在73處的凹面部分64。所謂凹面，它是指平行于縱向軸線L-L截取的漏斗壁38的橫截面相對(duì)于連接入口 42和出口 44的邊緣的斜線60是向外弧形的。所謂凸面，它是指平行于縱向軸線L-L截取的漏斗壁38的橫截面相對(duì)于連接入口 42和出口 44的邊緣的斜線60是向內(nèi)弧形的。更具體地，在圖10的上部中，從入口 42朝向出口 44縱向地移動(dòng)，漏斗壁38的會(huì)聚部分71具有凸面部分64、直的部分66和凹面部分64。漏斗壁也具有恒定橫截面的部分73并且其具有直的側(cè)壁66。在圖10的下部，基本上整個(gè)漏斗壁38如所示的那樣會(huì)聚在部分71處。從入口 42朝向出口 44縱向地移動(dòng)，第一會(huì)聚部分71包括凸面壁64和相鄰的凹面壁64這兩者。凹面漏斗壁38彎曲以便不如所示的那樣會(huì)聚在73。漏斗壁38會(huì)聚在略微凸起部分64處，以終止于噴嘴32處而不具有漏斗壁中的直的部分。38。參見(jiàn)圖11A-11B，止擋34必須是足夠剛硬以承受住在流體從分配器20向前噴霧期間所遇到的背壓。止擋34也必須能夠在將螺旋杯30組裝到頂蓋24期間防止撓曲。如果止擋34在組裝期間撓曲，則螺旋杯30可能插入頂蓋24中太深，并且可能不會(huì)發(fā)生合適的分配。為了防止這種情況發(fā)生，可利用更厚的和/或更剛硬的止擋34。尤其是參見(jiàn)圖11B，止擋34可為圓錐形的或換句話講中凸形的。這種幾何形狀允許螺旋杯30在制造期間精確地就位。其它形狀也是適合的，只要在止擋34和螺旋杯30之間呈現(xiàn)互補(bǔ)的座面。在另一個(gè)實(shí)施方案中，螺旋杯30可用于觸發(fā)泵噴霧器或按鈕25指壓噴霧器，如本領(lǐng)域所知的那樣。在泵噴霧器中，壓差由響應(yīng)泵送動(dòng)作的活塞位移造成的液壓而產(chǎn)生。一旦活塞被充滿產(chǎn)品，它最后在壓力下利用任何合適的流動(dòng)路徑被設(shè)置進(jìn)螺旋杯30中，如本領(lǐng)域所知的那樣。在從螺旋杯30分配時(shí)，可獲得前述有益效果。本發(fā)明可用于具有小于約I. 9MPa、I. 5MPa、I. IMPa, I. 0MPa、0. 9MPa、0. 7MPa、
0.5MPa、0. 4MPa或0. 2MPa的計(jì)示壓力的氣溶膠分配器20。本發(fā)明出乎意料地提供改進(jìn)的粒度分布而沒(méi)有過(guò)度增大計(jì)示壓力。如氣溶膠分配器20的情況，可采用比現(xiàn)有技術(shù)觸發(fā)噴霧器或按鈕25噴霧器較低的壓力，同時(shí)從較緊密粒度分布中獲益。較低的壓力提供以下有益效果，即對(duì)于泵活塞不需要更緊密的密封并且采用手指或手來(lái)致動(dòng)所述泵所需要的手動(dòng)力更小。不要求較緊密封的有益效果是，制造公差變得更容易達(dá)到。隨著致動(dòng)泵式分配器的力減小，使用者用手動(dòng)致動(dòng)更不易疲勞。由于疲勞降低，使用者更可能由觸發(fā)噴霧器或按鈕25噴霧器手動(dòng)地分配有效數(shù)量的產(chǎn)品。此外，隨著計(jì)示壓力降低，貯存器22的壁厚可成比例地減小。壁厚上的此類減小節(jié)省材料消耗并且改善處置性。
實(shí)施例測(cè)試了三種不同的噴霧器系統(tǒng)。第一樣本100利用圖3-3B和5_8的螺旋杯30。該螺旋杯30具有四個(gè)凹槽80、約64度夾角和直徑為O. 18mm的出口 40。凹槽80的流動(dòng)面積與噴嘴32的流動(dòng)面積的比率為大約7. 5 I。第二樣本200是可商購(gòu)獲得的Kosmos噴霧器致動(dòng)器，其由Precision ValveCo.銷售，具有O. 18mm的孔口直徑。第三樣本300是螺旋杯30，其具有相同的凹槽80幾何形狀、O. 18mm的出口 40直徑、相同的約7. 5 I的流動(dòng)面積比和相同的約64度的夾角。但是第三樣本具有由Lefebvre討論的截頭圓錐漏斗壁38。樣本300的漏斗壁38比樣本100的漏斗壁38的相應(yīng)面積大大約20%。每個(gè)樣本100、200、300裝載50ml的除臭劑噴霧產(chǎn)品并且用推進(jìn)劑加壓到大約850KPa。每個(gè)樣本接著被噴霧，得到各種測(cè)量值?！?br> 參見(jiàn)圖12，采用本領(lǐng)域熟知的激光衍射分析技術(shù)得到了 Dv (10)、Dv (50)和Dv (90)粒度分布測(cè)量值。圖12顯示在樣本100、200、300之間對(duì)于Dv(IO)和Dv (50)粒度分布測(cè)量值的很小的變化。然而，Dv(90)粒度分布測(cè)量值顯示可商購(gòu)獲得的Kosmos致動(dòng)器200提供的粒度分布為采用螺旋杯30的樣本100、300的粒度分布的至少兩倍。此外，圖3-3B和5-8的螺旋杯30樣本100有利地產(chǎn)生比截頭圓錐螺旋杯300略小的Dv(90)粒度分布。參見(jiàn)圖13，可以期望圖案分布數(shù)據(jù)符合粒度分布數(shù)據(jù)。但出乎意料，圖3-3B和5-8的螺旋杯30樣本100有利地產(chǎn)生比其它兩個(gè)樣本200、300中的任一個(gè)小很多的圖案直徑。Dv(90)粒度分布上的差異是明顯的，其中樣本100具有比另外兩個(gè)樣本200、300的粒度分布小一半的Dv(90)粒度分布。參見(jiàn)圖14，測(cè)試了圖4A、4B和4C的螺旋杯30并且具有圖3-3B和5_8所示的漏斗壁38幾何形狀。然而，凹槽80的數(shù)目是變化的，如圖4A、4B和4C所示。個(gè)體凹槽80幾何形狀保持不變，僅凹槽80的數(shù)目被改變。圖14顯示Dv(50)粒度分布與凹槽的數(shù)目成反比
變化。·除非另外指明，本文所述的所有百分比均按重量計(jì)。應(yīng)當(dāng)理解，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中給出的每一最大數(shù)值限度將包括每一較低的數(shù)值限度，就像這樣的較低數(shù)值限度在本文中是明確地寫(xiě)出一樣。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中給出的每一最小數(shù)值限度包括每一較高數(shù)值限度，就像這樣的較高數(shù)值限度在本文中是明確地寫(xiě)出一樣。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中給出的每一數(shù)值范圍包括落在該較寬范圍內(nèi)的每一較窄數(shù)值范圍，就像這樣的較窄數(shù)值范圍在本文中是明確地寫(xiě)出一樣。本文所公開(kāi)的量綱和值不旨在被理解為嚴(yán)格地限于所述的精確值。相反，除非另外指明，每個(gè)上述量綱均旨在表示所述值以及該值附近的函數(shù)等效范圍。例如，公開(kāi)為“40mm”的量綱旨在表示“約40mm”。除非明確地不包括在內(nèi)或換句話講限制，本文所引用的每篇文獻(xiàn)，包括任何交叉引用的或相關(guān)的專利或?qū)＠暾?qǐng)，均特此以引用方式全文并入本文。任何文獻(xiàn)的引用不是對(duì)其作為本文所公開(kāi)的或受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的任何發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，或者其單獨(dú)地或者與任何其它參考文獻(xiàn)的任何組合，或者參考、提出、建議或公開(kāi)任何此類發(fā)明的認(rèn)可。此外，當(dāng)本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)的任何含義或定義與以引用方式并入的文件中術(shù)語(yǔ)的任何含義或定義矛盾時(shí)，應(yīng)當(dāng)服從在本發(fā)明中賦予該術(shù)語(yǔ)的含義或定義。盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但是對(duì)那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出許多其它的改變和變型。因此，隨附權(quán)利要求書(shū)中旨在涵蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于加壓分配器(20)的螺旋杯(30)，所述螺旋杯(30)包括 限定其間的縱向軸線L-L的入口和出口(44)， 從所述入口延伸到所述出口(44)的漏斗壁(38)，所述入口具有入口面積并且所述出口(44)具有出口(44)面積,所述入口面積大于所述出口(44)面積,和在所述入口和所述出口(44)之間的至少一個(gè)凸面或凹面部分(64)， 所述漏斗壁(38)具有面積，其特征在于所述面積由以下不等式限定 面積古Π X圓錐長(zhǎng)度(54) X (入口半徑(50)+出口(44)半徑)， 其中所述入口半徑(50)大于所述出口(44)半徑，圓錐長(zhǎng)度(54)是沿著側(cè)壁截取的在所述入口和出口(44)之間的距離并且相對(duì)于所述縱向軸線L-L傾斜，并且Π是已知常數(shù)。
2.一種用于加壓分配器(20)的螺旋杯(30)，所述螺旋杯(30)包括限定其間的縱向軸線L-L的入口和出口(44)， 從所述入口延伸到所述出口(44)的漏斗壁(38)，所述入口具有入口面積并且所述出口(44)具有出口(44)面積,所述入口面積大于所述出口(44)面積,和在所述入口和所述出口(44)之間的至少一個(gè)凸面或凹面部分(64)， 所述漏斗壁(38)對(duì)著容積，其特征在于所述容積由以下不等式限定 容積古Π/3XhX [入口半徑(50)~2+出口(44)半徑~2+(入口半徑(50) X出口(44)半徑)]， 其中h是平行于所述縱向軸線L-L截取的在所述入口和出口(44)之間的軸向距離，所述入口半徑(50)大于所述出口(44)半徑，并且Π是已知常數(shù)。
3.如權(quán)利要求I和2所述的螺旋杯(30)，其中所述漏斗壁(38)在所述入口和所述出口(44)之間是大致凹面的。
4.如權(quán)利要求1、2和3所述的螺旋杯(30)，其中所述漏斗壁(38)相對(duì)于所述縱向軸線L-L在所述入口處形成入口角度，并且所述漏斗壁(38)相對(duì)于所述縱向軸線L-L在所述出口(44)處形成出口(44)角度，所述入口角度大于所述出口(44)角度。
5.如權(quán)利要求1、2、3和4所述的螺旋杯(30)，其中所述漏斗壁(38)的所述面積比具有相同的入口半徑(50)、出口(44)半徑和圓錐長(zhǎng)度(54)的截頭直圓錐體的可比面積的面積小至少10 %，并且優(yōu)選地小至少20 %。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4和5所述的螺旋杯(30)，其中所述縱向軸線L-L具有軸向長(zhǎng)度，所述漏斗壁(38)具有對(duì)著所述入口角度的第一部分和對(duì)著所述出口(44)角度的第二部分，所述第一部分包括所述軸向長(zhǎng)度的60-85%。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5和6所述的螺旋杯(30)，所述螺旋杯還包括設(shè)置在所述漏斗壁(38)上的至少一個(gè)偏流元件，所述偏流元件向從所述入口流到所述出口(44)的流體賦予螺旋流動(dòng)分力，并且優(yōu)選地所述至少一個(gè)偏流元件包括在所述漏斗壁(38)中的多個(gè)凹槽(80)。
8.如權(quán)利要求2、3、4、5、6和7所述的螺旋杯(30)，其中所述對(duì)應(yīng)容積由以下不等式給出 容積≤Π/3XhX [入口半徑(50)~2+出口(44)半徑~2+(入口半徑(50) X出口(44)半徑)]。
9.如權(quán)利要求8所述的螺旋杯(30)，其中所述對(duì)應(yīng)容積比具有相同的入口半徑(50)、出口(44)半徑和圓錐長(zhǎng)度(54)的截頭直圓錐的可比面積的容積小至少10%，并且優(yōu)選地小至少20%。
10.如權(quán)利要求7所述的螺旋杯(30)，所述螺旋杯還包括在所述漏斗壁(38)中的多個(gè)凹槽(80)，所述凹槽(80)向從所述入口流到所述出口(44)的流體賦予螺旋流動(dòng)分力。
11.如權(quán)利要求10所述的螺旋杯(30)，其中每個(gè)所述凹槽(80)從所述近端(90)處的第一寬度單調(diào)地漸縮至與所述遠(yuǎn)端(91)并置的更小寬度。
12.如權(quán)利要求11所述的螺旋杯(30)，其中每個(gè)所述凹槽(80)均在所述凹槽(80)的遠(yuǎn)端與垂直于所述縱向軸線L-L設(shè)置的平面(84)之間形成介于5度和12度之間的角度。
13.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12所述的螺旋杯(30)，其中入口具有入口面積并且所述出口(44)具有出口(44)面積，所述入口和所述出口(44)中的至少一個(gè)是非圓形的。
14.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的螺旋杯(30)，其中入口具有入口面積并且所述出口(44)具有出口(44)面積，所述入口面積與所述出口(44)面積的比率為至少10 I。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于加壓分配器的螺旋杯。螺旋杯具有會(huì)聚漏斗壁。漏斗壁不是直的并且不滿足用于截頭圓錐的表面積或用于對(duì)應(yīng)容積的數(shù)學(xué)公式。相反，漏斗壁提供比用直的側(cè)壁所獲得的更長(zhǎng)的流動(dòng)路徑。與現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的相比，更長(zhǎng)的流動(dòng)路徑在更低的壓力下提供更緊密的粒度分布。
文檔編號(hào)B05B1/34GK102939168SQ201180028787
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者S.E.史密斯 申請(qǐng)人:寶潔公司