專利名稱：產(chǎn)生實心噴霧形狀的泵式噴霧器的噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種具有一實現(xiàn)細(xì)霧噴射的排液噴咀的手動泵式噴霧器，上述噴咀包括一個與一旋轉(zhuǎn)器的探頭連接的噴咀蓋，和使通過上述蓋上的排液噴咀射出的液體以給定的速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
更具體的說，或者在上述探頭對著旋轉(zhuǎn)腔的端部設(shè)置一個通常的圓柱形的液流阻尼腔，或者該液流阻尼腔就設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)，用以減少旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)能量，從而減少可使用的霧化能量，使大部分大顆粒的尺寸變得更大，使射出排液孔的液體的噴射錐成為一個完全充滿的實心錐。
具有能使通過排液小孔噴出的液體以給定的速度旋轉(zhuǎn)的各種形狀的排液噴咀的手動泵式噴霧器是公知的。其旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括一渦旋腔或旋轉(zhuǎn)腔，該旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)有許多橫斷上述旋轉(zhuǎn)腔的壁的切向槽或通道。一個圓筒形的旋轉(zhuǎn)器探頭與噴咀蓋的裙部連接，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)或者位于上述探頭的端部，或者位于對著探頭的噴咀蓋的內(nèi)表面上。沿切向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)腔的液體，在排液小孔附近產(chǎn)生了渦旋或旋轉(zhuǎn)，于是上述旋轉(zhuǎn)運動與通過小孔的軸向流動結(jié)合起來，使液體打散，成為霧狀。噴射出來的噴霧呈常見的錐形，并且與所噴射的液體的種類有關(guān)，這種錐形的噴霧形狀是環(huán)形的或中空的，在目的物上產(chǎn)生一種不理想的環(huán)形噴霧圖形。
因此，需要改進(jìn)從排液小孔射出來的噴霧的質(zhì)量，產(chǎn)生一種實心的更圓的液體噴霧錐，以便使某些公認(rèn)產(chǎn)生空心噴霧錐的液體能更好的濕潤目的物。
美國專利No.3,785,571公開了一種用機械方式打碎的煙霧劑噴霧器旋鈕，這種旋鈕在一根由杯狀終端小孔插件圍繞著的柱子的端部形成一個中央空穴，該插件有一個對著上述空穴的渦旋腔。上述空穴或者是錐形的，或者是角錐形或三角形的。此外，在上述錐形空穴中還有許多葉片或筋片，或者有許多凹槽。上述專利提出，借助于改變上述錐形空穴的形狀和構(gòu)造，就能改變噴霧的粒度和形狀，產(chǎn)生一種均勻的和實心的噴霧形狀，而不是一般的漏斗形的噴霧形狀。
但是，使用上述3,785,571專利中公開的三種柱子上的空穴形狀噴射同樣液體所獲得的試驗結(jié)果表明，在離開目的物同樣噴射距離噴射，在目的物上測得的錐形噴霧的形狀仍是一貫的中空噴霧錐。無論這種結(jié)果與煙霧劑對于泵式噴霧器的輸送裝置的適應(yīng)性是否有關(guān)，試驗結(jié)果證明，現(xiàn)有技術(shù)的效果是不確實的。
按照本發(fā)明的手動泵式噴霧器除了具有旋轉(zhuǎn)腔之外，還具有普通圓筒形的液流阻尼腔，該阻尼腔有一圈具有至少一根向著該腔室的軸線伸出的凸出物的不光滑的側(cè)壁，以減小在旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)能量，從而使可使用的噴射能量減小，使大部分大顆粒的尺寸變得更大，使射出排液孔的液體的噴射錐成為一個完全充滿的實心錐。對于那些具有高表面張力，通常呈現(xiàn)漏斗狀噴霧形狀的液體，按照本發(fā)明的阻尼腔能產(chǎn)生一種圓形的噴霧形狀，這種形狀的中心是實心的，分散的顆粒尺寸較大。
上述分開的液流阻尼腔可以設(shè)在由噴咀蓋的裙部所圍繞，并且對著上述旋轉(zhuǎn)腔的旋轉(zhuǎn)器探頭的端部?；蛘?，可以把上述至少一條凸出物做在上述旋轉(zhuǎn)腔的圓筒形側(cè)壁上，以產(chǎn)生所需要的阻尼效果。
在上述分開的或一體的阻尼腔上可以設(shè)置許多上述各種形式和形狀的凸出物，而且這種凸出物可以在模制塑料噴咀蓋或旋轉(zhuǎn)器探頭部分時做出來。
以下結(jié)合附圖對于本發(fā)明的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點和新穎的特征更加明白。附圖中

圖1是使用了本發(fā)明的公知的手動泵式噴霧器的一部分的垂直剖視圖；圖2與圖1一樣是使用了本發(fā)明用觸發(fā)器致動的泵式噴霧器的噴咀部分的剖視圖；圖3是沿圖2中的3-3線的剖視圖；圖4是按照現(xiàn)有技術(shù)的實心旋轉(zhuǎn)器探頭的立體圖；圖5是與圖4相似的具有空心而光滑的壁的腔室的旋轉(zhuǎn)器探頭的圖；圖6是沿圖1中的6-6線，但只表示旋轉(zhuǎn)器探頭的剖視圖；圖7、8和9是按照現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)器探頭的端視圖10是使用了本發(fā)明的觸發(fā)器致動泵式噴霧器的局部剖開的側(cè)視圖；圖11與圖10相似，是使用了本發(fā)明的噴霧器的噴咀端部放大了的剖視圖；圖12是沿圖11中的12-12線，上述噴咀蓋處在一轉(zhuǎn)動后的位置上的剖視圖；圖13是表示目的物表面和從噴咀的排液小孔噴出來的錐形噴霧形狀的垂直斷面圖；圖14、16和18是在圖13中的目的物與排液小孔在不同的預(yù)定距離下，現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的沿圖13中的x-x線的各種噴霧形狀；圖15、17和19是在圖13中的目的物與排液小孔在同樣的預(yù)定距離下，與現(xiàn)有技術(shù)的噴霧形狀對比，本發(fā)明所產(chǎn)生的沿圖13中的x-x線的各種噴霧形狀；圖20、21和22是表示由圖15、17、19中的噴霧形狀所達(dá)到的噴霧密度，與圖14、16、18中的噴霧形狀所達(dá)到的噴霧密度的對比曲線圖。
請看附圖，其中，同樣的標(biāo)號在所有的附圖中表示同樣的零件。圖1中局部表示的指壓式致動泵式噴霧器，除了其中使用了本發(fā)明之外，其他都與美國專利No.4,051,983中所公開的相同。該專利的全部說明書都作為本發(fā)明的參考。
這種噴霧器包括一根空心的活塞桿30，在活塞桿上裝有一柱塞頭31，以便使活塞能在氣缸(圖中未示出)內(nèi)作往復(fù)運動。上述柱塞頭包括一個整體的探頭或插入構(gòu)件32，和一個噴咀蓋33，該噴咀蓋的裙部34圍住上述探頭的周圍。上述噴咀蓋的端壁35上有一個中心排液小孔36，并且在對著探頭的噴咀蓋端壁的內(nèi)表面上有一個旋轉(zhuǎn)腔37。上述旋轉(zhuǎn)腔有一普通的圓筒形側(cè)壁38，和許多分別與側(cè)壁38相交的切向凹槽39(如圖3所示)，各切向凹槽分別與液體通道41連通，并且與空心活塞桿中的排液通路42連通。
4,051,983專利中的泵式噴霧器的結(jié)構(gòu)與以上所描述的圖1中的相似，不同的是它的探頭是如圖4所示的實心探頭132。因此，當(dāng)泵灌滿之后柱塞作往復(fù)運動時，液體便在壓力下從切向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)腔，形成一層從排液小孔噴射出來的錐形薄殼狀噴霧。在射出小孔之后，該錐形薄殼狀噴霧擴展成一般的圓形噴霧形狀。對于某些液體來說，這種錐形噴霧形狀是空心的，并且在離開排液小孔一定距離的目的物上噴成一環(huán)形的噴霧輪廓。
按照本發(fā)明的一個實施例，探頭32中有一個與旋轉(zhuǎn)腔37同軸線的圓筒形阻尼腔43，和一個排液小孔36。阻尼腔43與旋轉(zhuǎn)腔37相通，使得腔室37和43連在一起。
在上述阻尼腔43上有至少一條，或者如圖6所示的有許多條向著阻尼腔43的中心軸線伸出的凸出物44，從而形成一圈基本上不光滑的側(cè)壁。上述許多條凸出物可以是如圖6中所示的形成一個多角星的形狀。
當(dāng)圖1中的采用本發(fā)明的泵式噴霧器的柱塞作往復(fù)運動時，液體沿著切線39進(jìn)入混合腔37和43內(nèi)，繞著腔室43的中心軸線旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)的能量驅(qū)動液體流出排液小孔，形成一股噴霧。這一旋轉(zhuǎn)能量由于粘性液體與在阻尼腔43內(nèi)的液體相混合而在旋轉(zhuǎn)腔內(nèi)被消減，在阻尼腔內(nèi)當(dāng)旋轉(zhuǎn)的液流遇到凸出物44時，就會產(chǎn)生能量的損失。由于可使用的霧化能量減少了，所以呈現(xiàn)在目的物上的環(huán)形噴霧形狀便消除了，而產(chǎn)生了一種平均液滴尺寸較大的實心的噴霧。
本發(fā)明也可以應(yīng)用在觸發(fā)器致動的泵式噴霧器上，圖2顯示了用于這種觸發(fā)器噴霧器的端部噴咀組件。探頭2被具有上述旋轉(zhuǎn)腔和在其端壁的內(nèi)表面上形成切向槽的噴咀蓋33的裙部34所包圍。與圖1相同，以同樣的方式在探頭的端部形成阻尼腔43，并且在阻尼腔側(cè)壁上有凸出物44，以與圖1中所描述的同樣方式和目的，起減小旋轉(zhuǎn)能量的作用。
換一種方式，圖4中的探頭132可以用來替代圖2中的探頭32，使得腔室37成為組合的旋轉(zhuǎn)阻尼腔。為此目的，在通常呈圓筒形的旋轉(zhuǎn)腔的側(cè)壁上的凸出物向著該腔室的中心軸線延伸，以形成不光滑的腔室側(cè)壁。如圖3所示，一條或者若干條凸出物44位于各切向槽39附近，在該腔室內(nèi)處在液體轉(zhuǎn)動的方向上。同樣，進(jìn)入該腔室內(nèi)的液體在觸發(fā)器動作而產(chǎn)生的壓力下，由于其旋轉(zhuǎn)能量在阻尼腔43內(nèi)減小了，所以當(dāng)通過排液小孔噴射出來時，便形成平均液滴尺寸較大的較小的噴射形狀。
圖10表示與使用了本發(fā)明的觸發(fā)器致動的噴霧器45稍有不同的噴咀組件，該噴霧器45與美國專利No.4,706,88中所公開的相同，該專利的全部說明書都作為本發(fā)明的參考。
探頭32在其遠(yuǎn)端有一個旋轉(zhuǎn)腔37，有切向槽導(dǎo)入該旋轉(zhuǎn)腔，并且面對上述噴咀蓋端壁的一個平坦表面46。腔室37是一種旋轉(zhuǎn)腔與阻尼腔相結(jié)合的腔室，在其圓筒形側(cè)壁上有一條或多條如圖11和12所示的凸出物44，其起作用的方式與對圖1-3的描述相同，所不同的是組合的旋轉(zhuǎn)/阻尼腔是在探頭的端部形成的，而不是在噴咀蓋的端壁的內(nèi)表面上形成的。
使用約翰森·約翰森公司的稱為“柔順”(No More Tangles)的產(chǎn)品進(jìn)行了試驗，每一次都用圖1中的指壓致動泵式噴霧器把這種產(chǎn)品噴到諸如圖13中的目的物46的表面上。利用激光薄片光成象技術(shù)，并且把上述產(chǎn)品染色以增強光照密度，在排液小孔36前方的各種不同距離處攝得了各種噴霧形狀。
在圖1的泵中使用了圖4中的標(biāo)準(zhǔn)探頭132，以便將其在目的物表面上所產(chǎn)生的如圖14、16和18所示的噴霧形狀作為對比。此外，還在圖1所示的泵中使用了按照本發(fā)明的探頭進(jìn)行試驗，這種探頭上有阻尼腔43和從該腔室的圓筒形側(cè)壁向著該腔室的中心軸線延伸的凸出物44(數(shù)量是8條)，所產(chǎn)生的噴霧形狀如圖15、17和19所示。
如圖14所示，在排液小孔36與目的物46表面之間的距離為0.5英寸時，在目的物46的表面上產(chǎn)生一種具有明顯的空心的環(huán)形噴霧形狀。作為對照，同樣在目的物距離為0.5英寸時，在目的物上所產(chǎn)生的噴霧形狀48是一種實心的圓形形狀，與噴霧形狀47相比，直徑較小而且更加密實。
圖16中的噴霧形狀49是在排液小孔與目的物表面之間的距離為1英寸時，使用標(biāo)準(zhǔn)探頭132所產(chǎn)生的。很明顯，這種噴霧形狀是環(huán)形的。
在同樣的1英寸距離上，可以看到，圖17中的噴霧形狀51是一種實心的形狀，更密實，更圓，并且直徑比圖16中的噴霧形狀49小。
在目的物表面與排液小孔之間的距離為2.0英寸時，在圖1的泵式噴霧器中使用標(biāo)準(zhǔn)探頭132，產(chǎn)生了如圖18所示的噴霧形狀52。這種形狀雖然很不規(guī)則，直徑較大，但卻是實心的。作為比較，圖19中的噴霧形狀53是在同樣距離下，使用同樣的液體，但是卻是在圖1所示的泵式噴霧器中使用旋轉(zhuǎn)腔探頭32所產(chǎn)生的。與噴霧形狀52相比，很明顯，噴霧形狀53的尺寸較小，密度較高，并且圓度也好。
圖20是目的物表面與排液小孔之間的距離為0.5英寸時，以沿著X軸線的位置上的沿Y軸線的色彩密度繪制的噴霧形狀47和48的曲線圖。上述密度用光照強度表示，按照公知的顏色級別，密度為零時是全白的，密度為255時是全黑的。上述位置變量以上述噴霧形狀的直徑的英寸表示。當(dāng)直徑約為1.2英寸時，在0.6英寸處的中心點大致具有最高的色彩密度，這正好與噴霧形狀48大致在其中心點具有最高的密度相符。而噴霧形狀47的色彩密度，因而也就是噴霧密度則在其環(huán)形形狀上出現(xiàn)了凸肩。
圖21和22中所繪制的曲線是根據(jù)與圖20同樣的參數(shù)制成的，不同的是在接近密度值為255的全黑處的曲線的頂部削平了。在圖21和22中可以看到，與噴霧形狀51和53中的密度最大的部分在中間不同，噴霧形狀呈環(huán)形的49與52的最大密度在肩部。
下面的表1是用莫爾文粒子分級機(Malvern Particle Sizer)作試驗而獲得的，以顆粒尺寸作為探頭設(shè)計的函數(shù)的表。進(jìn)行試驗的泵是用具有相同的排液小孔尺寸，排量為0.14cc的圖1中所示類型的泵。所用的介質(zhì)是約翰森·約翰森公司的“柔順”產(chǎn)品。
在上述泵結(jié)構(gòu)中的唯一不同之處是旋轉(zhuǎn)器探頭，其中使用了六種不同的探頭設(shè)計，包括按照本發(fā)明設(shè)計的探頭也使用在這六個泵上。這樣，這六個泵式噴霧器中的一個具有如圖4所示的標(biāo)準(zhǔn)探頭，另一個具有圖5中的空心探頭，另一個是按照圖7設(shè)計的探頭，另一個是按照圖8設(shè)計的探頭，另一個是按照圖9設(shè)計的探頭，最后一個泵則使用按照本發(fā)明的圖6設(shè)計的探頭。
表1作為探頭設(shè)計的函數(shù)的顆粒尺寸圖4圖5圖7圖8圖9圖6SMD(D(3，2) 46.54 47.50 47.50 48.65 49.42 55.06ST.DEV 3.20 1.72 1.47 1.38 2.64 2.49D(v，0.5) 57.06 48.04 57.6 59.97 60.14 67.31ST.DEV 2.95 1.47 1.57 1.30 2.98 2.31表1中所列的值表示莫爾文粒子分級數(shù)值。SDM值是索特(Sauter)平均直徑，該直徑是那種液滴的體積與表面積的比與整個噴霧的體積與表面積的比相等的液滴的直徑。表中的D(v，0.5)是平均大顆粒直徑。
由表中可見，圖5的空心探頭對顆粒尺寸完全沒有影響，然而采用這種空心探頭后，卻顯示了直徑和圓度更加恒定的噴霧形狀。
圖7、8和9中的三種現(xiàn)有技術(shù)的探頭對于SMD與平均大顆粒尺寸幾乎沒有影響。
按照本發(fā)明的星形空心探頭(圖6中的值)減小了噴霧形狀的平均直徑，使顆粒尺寸的分布狀態(tài)向較大的液滴尺寸方向偏移，并且把平均液滴尺寸(SMD和D(v，0.5))增大了大約10微米。
如上所述，按照本發(fā)明的星形探頭達(dá)到了由圖15、17和19所證實的，比圖14、16和18中所示的尺寸大的顆粒。
那些內(nèi)部具有凸出物的阻尼腔的零件都是整體模制的塑料零件，但本發(fā)明并不限于用模制制成凸出物44。
很明顯，根據(jù)以上的教導(dǎo)，能對本發(fā)明作出許多改進(jìn)和變化。因此，應(yīng)該理解，不需要特別說明，就能在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種泵式噴霧器，它包括一具有一條液體排出通道和一個探頭的泵體；一個裝在上述探頭上的噴咀蓋，上述噴咀蓋有一個排液小孔和一使通過上述小孔以預(yù)定的噴霧形狀被噴射出去的液體按照一定的速度轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)腔裝置，該旋轉(zhuǎn)腔裝置與上述小孔及上述排出通道相通，其特征在于上述探頭在對著上述旋轉(zhuǎn)腔的一端有一普通的圓筒形的液流阻尼腔，該阻尼腔與上述旋轉(zhuǎn)腔同軸線，使得液體進(jìn)入上述兩個腔室，并繞著上述阻尼腔的中心軸線旋轉(zhuǎn)，上述阻尼腔有一圈設(shè)有至少一條向著上述阻尼腔軸線延伸的，用以減小旋轉(zhuǎn)能量的凸出物的不光滑側(cè)壁，使得射出上述小孔的液體成為一個實心的噴霧錐。
2.如權(quán)利要求1所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述側(cè)壁上有許多條向著上述阻尼腔軸線延伸的，規(guī)定形狀的凸出物。
3.如權(quán)利要求1所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述探頭是上述泵上的一個整體模制的構(gòu)件，在上述探頭的側(cè)壁上有上述許多凸出物。
4.如權(quán)利要求2所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述探頭是上述泵上的一個整體模制的構(gòu)件，在上述探頭的側(cè)壁上有上述許多凸出物。
5.一種泵式噴霧器，它包括一具有一條液體排出通道和一個探頭的泵體；一個裝在上述探頭上的噴咀蓋，上述噴咀蓋有一個排液小孔和一使通過上述小孔以預(yù)定的噴霧形狀被噴射出去的液體按照一定的速度轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)腔裝置，該旋轉(zhuǎn)腔裝置與上述小孔及上述排出通道相通，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)腔裝置包括一個普通圓筒形的不光滑的側(cè)壁，以及至少兩條與上述側(cè)壁相交的切向凹槽，并且上述側(cè)壁具有至少一條在液體旋轉(zhuǎn)方向上靠近上述各條凹槽，并向著上述腔室的中心軸線延伸的凸出物，用以減小在上述腔室內(nèi)繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)的液體的旋轉(zhuǎn)能量，使得射出上述小孔的液體成為一個實心的噴霧錐。
6.如權(quán)利要求5所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述側(cè)壁上有許多條向著上述阻尼腔軸線延伸的，規(guī)定形狀的凸出物。
7.如權(quán)利要求5所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述探頭是一個整體模制的構(gòu)件，在其上述側(cè)壁上靠近上述各條凹槽處具有至少一條凸出物。
8.如權(quán)利要求6所述的泵式噴霧器，其特征在于，上述噴咀蓋是一個整體模制的構(gòu)件，在其側(cè)壁上具有上述許多條凸出物。
9.一種泵式噴霧器，它包括一個具有一條液體排出通道和一個探頭的泵體；一個裝在上述探頭上的噴咀蓋，上述噴咀蓋有一個排液小孔和具有一使通過上述小孔以預(yù)定的噴霧形狀被噴射出去的液體按照一定的速度轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)腔裝置，該旋轉(zhuǎn)腔裝置與上述小孔及上述排出通道相通，其特征在于上述探頭有一個普通圓筒形的液流阻尼腔，該阻尼腔有一圈設(shè)有至少一條向著上述阻尼腔的軸線延伸的凸出物的不光滑側(cè)壁，上述阻尼腔與上述旋轉(zhuǎn)腔相通，以減小在上述阻尼腔內(nèi)繞著其中心軸線旋轉(zhuǎn)的液體的旋轉(zhuǎn)能量，使得射出上述小孔的液體成為一個實心的噴霧錐。
10.一種泵式噴霧器，它包括一具有一條液體排出通道和一個探頭的泵體；一個裝在上述探頭上的噴咀蓋，上述噴咀蓋有一個排液小孔，上述探頭具有一使通過上述小孔以預(yù)定的噴霧形狀被噴射出去的液體按照一定的速度轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)腔裝置，該旋轉(zhuǎn)腔裝置與上述小孔及上述排出通道相通，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)腔裝置包括一具有一道不光滑的普通圓筒形的側(cè)壁，以及至少兩條與上述側(cè)壁相交的切向凹槽，并且上述側(cè)壁具有至少一條在液體旋轉(zhuǎn)方向上靠近上述各條凹槽，并向著上述噴咀蓋的軸線延伸的凸出物，用以減小在上述腔室內(nèi)繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)的液體的旋轉(zhuǎn)能量，使得射出上述小孔的液體成為一個實心的噴霧錐。
全文摘要
一種手動泵式噴霧器，它具有一與探頭連接的排液噴嘴蓋，在上述噴嘴蓋與探頭之間有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在上述探頭的端部有一個普通圓筒形的液流阻尼腔，它與旋轉(zhuǎn)腔相通，或者與旋轉(zhuǎn)腔成為一體，該阻尼腔具有一道不光滑的側(cè)壁，該側(cè)壁上有至少一條向著探頭的軸線延伸的凸出物，用以減小在上述腔室內(nèi)繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)的液體的旋轉(zhuǎn)能量，使得射出上述小孔的液體產(chǎn)生一個實心的噴霧錐。
文檔編號B05B1/34GK1159963SQ9710088
公開日1997年9月24日 申請日期1997年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月20日
發(fā)明者R·帕特·格羅根 申請人:卡爾瑪股份有限公司