專利名稱：通用噴霧嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在壓力下霧化液體的通用噴霧嘴，它包括一個(gè)裝在噴嘴座孔內(nèi)的圓盤形汽化體和一個(gè)利用其端壁與汽化體相通的噴嘴，其中噴嘴座孔一方面與周圍空間相通，另一方面與含有壓力液體的空間相通。在旋流體和噴嘴座之間有一些旋流槽，噴嘴有一中心孔，在旋流體和噴嘴之間至少有一個(gè)環(huán)形槽，還有一些聯(lián)通環(huán)形槽和中心孔的徑向槽。
由于裝在煙霧劑瓶中的液態(tài)動(dòng)力氣體的污染作用變得越來越嚴(yán)重，因此排除這些污染氣體也變得越來越必要了。非污染動(dòng)力氣體，例如空氣的應(yīng)用正受到極大重視。這就是為什么要完善噴嘴的加工和只靠機(jī)械的作用來確保噴射液充分霧化的原因。在這種情況下，活性成分占據(jù)著容器的一定的百分比容積，分離的推進(jìn)劑氣體在超高壓下并不變成液體。容積比率主要由液體的粘滯性來確定。這種情況下，霧化只靠噴霧嘴內(nèi)壓力流體的流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
眾所周知，如果物質(zhì)顆粒的尺寸極小，那么由噴霧嘴汽化產(chǎn)生的噴霧云的質(zhì)量就高，顆粒的分布就均勻，而且可以連續(xù)噴霧。在使用液態(tài)推進(jìn)劑氣體的情況下，為了取得好的噴霧質(zhì)量，所用氣壓必須是約3個(gè)工程大氣壓。如果由于氣體不能溶在液體里或由于氣體不能與液體混合，形成噴霧云時(shí)就不含氣體，這時(shí)，必須采用6個(gè)以上的工程大氣壓，以便取得所需要的噴霧云質(zhì)量。
這種類型的噴嘴的描述可以在例如法國專利2，325，434中找到。在此專利中，為了保證液體良好的霧化效果，噴嘴包含有一些環(huán)形槽和一個(gè)中心旋流腔。但是，旋流腔的形狀能產(chǎn)生不可控流動(dòng)，而且該旋流腔也不含有能提高外流方向上的流體流速。因此，這種噴嘴不適用于噴射較低壓流體，以形成沒有推進(jìn)劑流體的細(xì)小微粒的煙霧。按照美國專利3，652，018，為了形成噴霧云而采用了硫。這種噴嘴具有彼此被隔板隔開的一些槽。4個(gè)槽通入一個(gè)中心柱狀混合腔并以這種結(jié)構(gòu)來形成噴霧云。
然而，這種噴嘴不適于噴射需要較高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，如毛發(fā)定形劑、除臭劑、空氣清潔劑或殺蟲劑等。這些流體噴射后，在空氣中的顆粒尺寸都在5到10微米之間，為的是一方面確保迅速蒸發(fā)，另一方面確保液滴在空氣中處于懸浮狀態(tài)。
歐洲專利0000688中公開了另一種裝置，該裝置在噴霧時(shí)，在要噴射的流體中沒有溶有推進(jìn)劑氣體。它的特點(diǎn)是在噴射體內(nèi)設(shè)置了一個(gè)噴嘴插芯，目的是使垂直于噴嘴體內(nèi)壁的供料槽能將流體垂直沖入設(shè)在噴嘴體內(nèi)的多級(jí)轉(zhuǎn)換槽，在轉(zhuǎn)換槽內(nèi)，物質(zhì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。從這以后材料流入環(huán)形槽，然后通過另一個(gè)切向槽流向出口孔。
很明顯，在轉(zhuǎn)換槽和圓環(huán)之間的渦流現(xiàn)象將促進(jìn)噴霧的形成，但是垂直沖擊不是最好的方式，原因是在這種情況下，流動(dòng)的液體會(huì)使壓力大大降低。流動(dòng)方向的改變也會(huì)對(duì)噴霧的質(zhì)量起到不良作用。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通用噴霧嘴，它使用的任何動(dòng)力氣體都不混在活性成分中，能確保高質(zhì)量噴霧，它結(jié)構(gòu)較簡單，無需對(duì)復(fù)雜的槽進(jìn)行加工成形，因而它比過去的噴嘴簡單得多，而且生產(chǎn)成本也低得多。
按照本發(fā)明的噴霧嘴包括一個(gè)在噴嘴座孔內(nèi)的圓盤形旋流體，和一個(gè)以其端壁與該旋流體相通的噴嘴，在旋流體和噴嘴座之間有一些旋流槽，噴嘴有個(gè)中心孔，在旋流體和噴嘴之間至少有一個(gè)環(huán)形槽，并且有幾個(gè)與環(huán)形槽和中心孔相通的槽，其中在旋流體和噴嘴座之間的旋流槽與旋流體外圓表面的母線成銳角，最好在5°到45°角之間，在旋流體和噴嘴之間還有環(huán)形槽，它沿周邊開在噴嘴上。旋流槽既可以開在旋流體的外圓表面上，也可以開在噴嘴座的內(nèi)圓表面上。
在旋流體的前面最好設(shè)一個(gè)加速圓盤，該加速圓盤有一個(gè)朝旋流體方向收縮的孔，在朝著旋流體一面的端壁上開有一些徑向槽和一條沿加速圓盤外圓周邊的環(huán)形槽。
較為適宜的做法是利用噴嘴座內(nèi)孔的內(nèi)圓表面作噴嘴內(nèi)和/或加速圓盤內(nèi)的環(huán)形槽的外壁。
在加速圓盤和噴嘴座孔內(nèi)形成的臺(tái)肩之間有一鐘形調(diào)節(jié)罩，調(diào)節(jié)罩的邊緣緊靠在加速圓盤上，而它的彈性底板上有一個(gè)偏心孔。
以這種方式構(gòu)成的噴霧嘴頭，借助于瓶中的不混入活性成分的動(dòng)力氣體，例如借助于空氣來噴霧，它適合于噴出具有極細(xì)微顆粒的煙霧。
現(xiàn)在將參照附圖，利用實(shí)例來描述本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。附圖中

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖面圖;
圖2是圖1中的噴霧嘴沿2-2線取的剖面圖;
圖3是鐘形調(diào)節(jié)罩和加速圓盤的剖面圖;
圖4是圖3中的加速圓盤沿4-4線取的剖面圖;
圖5是圖3的加速圓盤和鐘形調(diào)節(jié)罩處于壓力下的狀態(tài);
圖6是加速圓盤的端壁視圖;
圖7是加速圓盤適配結(jié)構(gòu)形式的前視圖;
圖8是旋轉(zhuǎn)圓盤適配結(jié)構(gòu)形式的側(cè)視圖;
圖9是噴嘴的結(jié)構(gòu)形式的前視圖;
圖10是噴嘴的另一可能的結(jié)構(gòu)形式的端壁視圖。
圖1中的實(shí)施例由一些設(shè)置在噴嘴座(1)孔中的部件組成。噴嘴座(1)的孔通過進(jìn)口孔(2)及噴射孔(3)連通到瓶的空間，該進(jìn)口孔(2)底部是圓柱體形，頂部是圓錐體形。噴射孔(3)通到一個(gè)靠近鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的壁的前腔(4)。
鐘形調(diào)節(jié)罩(5)包圍著渦流腔(6)并靠著加速圓盤(7)。旋流體(8)和噴嘴(9)設(shè)置在噴嘴座(1)內(nèi)加速圓盤(7)的后面。
噴嘴座(1)通常用塑料制作，它的彈性模量能確保擠在它的孔內(nèi)的元件適當(dāng)定位。
將要噴射出的物質(zhì)流過進(jìn)口孔(2)和噴射孔(3)并從前腔(4)經(jīng)過鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的圓形入口孔(10)進(jìn)入渦流腔(6)。
加速圓盤(7)有一個(gè)同軸加速噴口(11)，流體流過該噴口(11)時(shí)，沿流動(dòng)方向收縮。加速圓盤(7)在其端壁上還設(shè)有環(huán)形槽(12)。
在旋流體(8)的外圓表面上開有旋流槽(13)。噴嘴(9)在其端壁上還有一環(huán)形槽(14)，并且還設(shè)有中心孔(15)和出口孔(16)。圖1中，在加速圓盤(7)和噴嘴(9)上的徑向槽是看不見的，這些徑向槽將在圖6、7、9和10中作詳細(xì)描述。
從圖2中可以看出，流體經(jīng)噴射孔(3)流入前腔(4)并撞擊在鐘形調(diào)節(jié)罩(5)中部的壁上，于是流體開始形成旋流。流到位于鐘形調(diào)節(jié)罩(5)中部的前腔中的流體分裂成V1……Vn條分流。這些分流各流過不同長度距離后到達(dá)入口孔(10)。圖中，隨著分流指數(shù)的增加，它們?cè)谀莻€(gè)方向上所流過的距離也相應(yīng)地增加，其結(jié)果是，流體顆粒的能量由于摩擦力的作用而逐漸減小。
與此同時(shí)，在具有不同能量的不同分流之間也存在著撞擊，這些分流流過入口孔(10)的同時(shí)，產(chǎn)生了大量旋流。
流體顆粒可能按圖3所示的方式流過鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的入口孔(10)。各分流再次互相撞擊并碰在加速圓盤(7)的壁上，然后沿著該壁以不同半徑的弧線轉(zhuǎn)彎并達(dá)到收縮的加速噴嘴(11)。各個(gè)不同的分流在流到加速噴嘴(11)時(shí)，都在不同的方向上流過了不同的距離，這就進(jìn)一步增加了旋流和旋渦的運(yùn)動(dòng)特征。
由于流體的壓力作用，使得鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的底板產(chǎn)生彎曲，這種變形又影響著流動(dòng)的狀態(tài)(圖5)。當(dāng)容器內(nèi)的壓力較高時(shí)，鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的變形也會(huì)明顯加劇，同時(shí)渦流腔(6)的容積相應(yīng)減小，流動(dòng)的橫截面積也相應(yīng)減小。當(dāng)壓力減小時(shí)，鐘形調(diào)節(jié)罩(5)的變形也逐漸減小，渦流腔(6)中流動(dòng)的橫截面積變大，這樣，該裝置就會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償由于容器內(nèi)壓力的變化而產(chǎn)生的差異，這就保證了噴霧均勻。
正如上面提到的，流體的顆粒從渦流腔(6)流到加速噴嘴(11)。當(dāng)顆粒從加速圓盤(7)的另一表面離開加速噴嘴時(shí)，由于前面提到的撞擊作用，原來的顆粒產(chǎn)生了旋流運(yùn)動(dòng)，它們甚至由于運(yùn)動(dòng)的合成方向的作用下獨(dú)自圍繞它們各自的幾何軸線旋轉(zhuǎn)。所有這些運(yùn)動(dòng)都是由于方向和大小不同的速度分量造成的，就是說，這些運(yùn)動(dòng)對(duì)前腔、渦流腔和加速噴嘴(11)內(nèi)的顆粒產(chǎn)生影響。
這些顆粒離開加速噴嘴(11)后，沿徑向流出加速圓盤(7)的端壁上的徑向槽(17)。徑向槽(17)由凸棱導(dǎo)向塊(19)形成的。如圖6和7所示，這些凸棱導(dǎo)向塊是棱柱形的，它們有徑向棱邊，并且它們的高度沿棱邊向兩側(cè)逐漸減小。
本實(shí)施例有四個(gè)凸棱導(dǎo)向塊(19)，但它們的數(shù)量也可增加。一般必須至少有三個(gè)凸棱導(dǎo)向塊(19)。
流體通過徑向槽(17)流入環(huán)形槽(12)，正如從圖1中可以看到的，環(huán)形槽(17)是以噴嘴座(1)孔的內(nèi)圓表面作外壁。在環(huán)形槽(12)內(nèi)，流體顆粒作圓周運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入旋流體(8)的旋流槽(13)。旋流槽開在旋流體(8)的外圓表面上，這在圖8中可以看到。旋流槽(13)與旋流體(8)外圓周表面上的母線成銳角，通常在5-45°之間，本實(shí)例中是α＝30°。
在旋流槽(13)中，流體顆粒獲得另外的沖量，于是它們進(jìn)入開在噴嘴(9)內(nèi)的環(huán)形槽(14)內(nèi)。
旋流槽(13)可以采用幾種不同的形狀，在附圖中是半圓形，但旋流槽的橫截面也可以是三角形、梯形等等。開在噴嘴座(1)孔的內(nèi)圓表面上的旋流槽(13)也可以采用各種不同的形狀。
正如圖9中可以看到的，以某種旋流方式流動(dòng)的流體，從環(huán)形槽(14)經(jīng)過徑向槽(18)流到中心孔(15)，該中心孔(15)實(shí)際上起到一個(gè)渦流腔的作用，在中心孔內(nèi)出現(xiàn)了最大的顆粒旋流。
徑向槽(18)正如圖10中可以看到的，既可以采用平行的槽壁，也可采用輻射狀的槽壁。在某些情況下，徑向槽(18)也可設(shè)置成與中心孔(15)相切的形式，如圖10下部的徑向槽。
流體的流動(dòng)顆粒在極短的時(shí)間內(nèi)便充滿環(huán)形槽(14)，由于流體連續(xù)流動(dòng)而產(chǎn)生的力，使流體顆粒經(jīng)過徑向槽(18)流到了中心孔(15)。徑向槽(18)的數(shù)量可以不同，但至少需要有兩個(gè)。
通過徑向槽(18)流向中心的流體流到起渦流腔作用的中心孔(15)，并且由于容積大大減小，使得旋流運(yùn)動(dòng)加劇。這不僅促使顆粒散開，而且大大提高了顆粒的流速。提高流速后的顆粒從出口孔(16)流出。
將要被霧化的流體進(jìn)入鐘形調(diào)節(jié)罩的入口孔后，先后流過加速圓盤、旋流體和噴嘴，這過程中流體的速度和旋流程度將變得越來越高，當(dāng)?shù)竭_(dá)出口孔(16)處時(shí)，流體的速度和旋流程度達(dá)到最高。因而，當(dāng)液滴進(jìn)入空氣中時(shí)，它們離散成無數(shù)霧化顆粒，由于難以描述的多向和多維的速度分量的作用，使流體克服了聚合力而進(jìn)入空氣中，這些速度分量像爆炸一樣沖擊著流體，使流體霧化成組成煙霧的顆粒。事實(shí)上還有另一個(gè)重要特點(diǎn)，那就是流體顆粒在通過噴霧嘴的過程中，具有不同運(yùn)動(dòng)速度的顆粒彼此互相撞擊并不斷撞擊著部件的壁面，由于摩擦的原因，不僅使顆粒的溫度高，而且使它們所帶能量多少有很大差別。
按照本發(fā)明的噴霧嘴，可噴出滿意的煙霧，同時(shí)結(jié)構(gòu)異常簡單，制造成本比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)低得多。當(dāng)然，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明的噴嘴還可以有許多其它實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于在壓力下噴射流體的噴嘴，它包括一個(gè)設(shè)置在噴嘴座孔內(nèi)的圓盤形汽化體和一個(gè)利用其端壁與該汽化體相通的噴嘴，其中噴嘴座孔一方面與周圍空間相連通，另一方面與包含有壓力汽體的空間相連通；在旋流體和噴嘴座之間有旋流槽，噴嘴有中心孔，在旋流體和噴嘴之間有至少一個(gè)環(huán)形槽和幾個(gè)與環(huán)形槽及中心孔相通的徑向槽，其特征在于，在旋流體(8)和噴嘴座(1)之間的旋流槽(13)與旋流體(8)的外圓表面的母線成一個(gè)銳角(α)；在旋流體(8)和噴嘴(9)之間的環(huán)形槽(14)開在噴嘴(9)的圓周上。
2.按照權(quán)利要求1所述的噴霧嘴，其特征在于，旋流體(8)和噴嘴(9)之間的環(huán)形槽(14)的外壁由噴嘴座(1)的孔的內(nèi)圓表面構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的噴霧嘴，其特征在于，旋流槽(13)開在旋流體(8)的外圓表面上并且用噴嘴座(1)孔的內(nèi)圓表面作這些旋流槽(13)的上壁。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的噴霧嘴，其特征在于，旋流槽(13)開在噴嘴座(1)的內(nèi)圓表面上并且由旋流體(8)的外圓表面作這些旋流槽(13)的上壁。
5.按照權(quán)利要求1至4所述的噴霧嘴，其特征在于，旋流槽(13)的軸線與旋流體(8)外圓表面的母線之間的角度(α)在4到45度之間。
6.按照權(quán)利要求1至5所述的噴霧嘴，其特征在于，與環(huán)形槽(14)和中心孔(15)連通的徑向槽(18)沿徑向設(shè)置，并且它們開在噴嘴(9)上。
7.按照權(quán)利要求6所述的噴霧嘴其特征在于，與環(huán)形槽(14)和中心孔(15)連通的徑向槽(18)至少有一部分具有朝中心方面沿徑向收縮的形狀。
8.按照權(quán)利要求1至7所述的噴霧嘴，其特征在于，旋流體(8)的前面有一個(gè)加速圓盤(7)，該加速圓盤有一個(gè)具有朝旋流體(8)方向收縮的形狀的加速噴嘴(11)，加速圓盤(7)在其朝著旋流體(8)一面的端壁上有徑向槽(17)并沿其圓周環(huán)形槽(12)。
9.按照權(quán)利要求8所述的噴霧嘴，其特征在于，環(huán)形槽(14)的外壁由噴嘴座(1)孔的內(nèi)圓表面構(gòu)成。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的噴霧嘴，其特征在于，在徑向槽(17)之間有凸棱導(dǎo)向塊(19)，導(dǎo)向塊有一徑向棱邊，導(dǎo)向塊的高度由棱邊向兩側(cè)減小。
11.按照權(quán)利要求1至10中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的噴霧嘴，其特征在于，在加速圓盤(7)和噴嘴座(1)孔內(nèi)形成的臺(tái)肩之間有一個(gè)鐘形調(diào)節(jié)罩(5)，它的邊緣緊靠在加速圓盤(7)上，它的彈性底板上有一個(gè)偏心的入口孔(10)。
全文摘要
一種噴霧嘴，包括一個(gè)設(shè)置在噴嘴座孔內(nèi)的圓盤形汽化體和一個(gè)利用其端壁與該汽化體相通的噴嘴。噴嘴座孔一方面與周圍空間相通，另一方面與包含有壓力流體的空間相通，在旋流體和噴嘴座之間有旋流槽，噴嘴有中心孔，在旋流體和噴嘴之間有環(huán)形槽和徑向槽，在旋流體和噴嘴座之間的旋流槽與旋流體的外圓表面的母線成一個(gè)銳角，在旋流體和噴嘴之間的環(huán)形槽開在噴嘴的圓周上。
文檔編號(hào)B05B1/34GK1037286SQ8810929
公開日1989年11月22日 申請(qǐng)日期1988年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月30日
發(fā)明者維克多·帕姆佩 申請(qǐng)人:多瑙化學(xué)和食物制品商業(yè)公司