扇形噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尤其用于高壓清潔設(shè)備的扇形噴嘴，其具有噴嘴體，用于流體的流動(dòng)通道穿過(guò)該噴嘴體，其中，流動(dòng)通道限定出噴嘴開口，并且包括在流體流動(dòng)方向上位于噴嘴開口之前的射束成形區(qū)段，在該射束成形區(qū)段中，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面連續(xù)變細(xì)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用這種扇形噴嘴，以便能夠以扇形展開的流體射束來(lái)噴涂物品。作為流體例如可以使用加壓的水，其中可以摻有清潔化學(xué)物質(zhì)。水射束可以指向要清潔的物品，其中，物品可以由扇形展開的水射束來(lái)噴涂。然而，扇形噴嘴的使用并不局限于加壓的水，這種扇形噴嘴例如也可以用于產(chǎn)生扇形展開的空氣射束或水蒸氣射束。空氣射束例如可以指向要干燥的物品。因此，例如可以規(guī)定，這種扇形噴嘴使用在車輛清洗設(shè)施的干燥設(shè)備上。
[0003]為了使扇形射束成形，公知有具有裂縫形的噴嘴開口的扇形噴嘴。例如在DE 2927 737 C2和US 6402062 BI中描述了這種噴嘴。在這種噴嘴中，直接在裂縫形的噴嘴開口上進(jìn)行射束成形。
[0004]也公知有如下的扇形噴嘴，在該扇形噴嘴中，在噴嘴開口上的橫截面中呈圓形的流體射束通過(guò)緊接著碰撞到側(cè)壁上而成形為扇形射束。這種噴嘴例如用于給綠地澆水。
[0005]此外，還公知有如下扇形噴嘴，在該扇形噴嘴中，在噴嘴開口之前，射束成形已經(jīng)在流動(dòng)通道的射束成形區(qū)段中完成。例如在EP O 683 696 BI和DE 694 00 060 T2中描述了這種噴嘴。射束成形以如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，緊接在噴嘴開口之前，以在直徑上彼此相對(duì)置的方式設(shè)置流動(dòng)通道的兩個(gè)凹形的擴(kuò)寬部(否則，該流動(dòng)通道在流體流動(dòng)方向上是連續(xù)變細(xì)的)。側(cè)向的擴(kuò)寬部導(dǎo)致流體轉(zhuǎn)向，從而使該流體在從噴嘴開口流出之后具有扇形展開的射束形狀。這種扇形噴嘴已經(jīng)在實(shí)踐中被證實(shí)是有利的，但流體在該扇形噴嘴中具有很大的流動(dòng)損失，而且由于噴嘴體的耗費(fèi)的加工使該扇形噴嘴的制造需要相當(dāng)高的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是，以如下方式改進(jìn)開頭提到類型的扇形噴嘴，即，使流體在形成扇形射束時(shí)僅承受很小的流動(dòng)損失，并且使扇形噴嘴可以廉價(jià)地制造。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)在這種扇形噴嘴中以如下方式來(lái)解決，S卩，使得射束成形區(qū)段具有如下區(qū)域，在該區(qū)域中，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面從圓形連續(xù)過(guò)渡為橢圓形。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴中，在流動(dòng)通道的射束成形區(qū)段中，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面從圓形連續(xù)地，即無(wú)階梯且無(wú)棱邊地過(guò)渡為橢圓形。同時(shí)，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面在流體流動(dòng)方向上連續(xù)減小。流動(dòng)橫截面的連續(xù)減小導(dǎo)致流體被均勻加速。由于流動(dòng)橫截面從圓形連續(xù)過(guò)渡為橢圓形，在射束成形區(qū)段的兩個(gè)在直徑上彼此相對(duì)置的周邊區(qū)域中的流體比在射束成形區(qū)段的其余周邊區(qū)域中的流體更強(qiáng)地朝射束中心的方向轉(zhuǎn)向。這導(dǎo)致流體在穿過(guò)噴嘴開口時(shí)構(gòu)造出扇形射束。因?yàn)樵诹鲃?dòng)方向上連續(xù)變細(xì)的流動(dòng)橫截面在沒(méi)有階梯或棱邊的情況下從圓形連續(xù)過(guò)渡為橢圓形，所以流體被加速，而流體沒(méi)有與射束成形區(qū)段的壁脫離。由于連續(xù)的過(guò)渡，流動(dòng)損失可以保持得很小。因此，根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴的特征在于具有損失很少的射束成形。由于取消了在射束成形區(qū)段內(nèi)部的階梯和棱邊，根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴可以廉價(jià)地例如通過(guò)注射法來(lái)制造，其中，可以使用塑料材料或替選地金屬或陶瓷材料來(lái)制造。此外，根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，借助其可以改善近距離的清潔作用，這是因?yàn)閲娮扉_口上的流動(dòng)在實(shí)踐中能夠無(wú)霧且精確地聚焦。
[0009]有利的是，射束成形區(qū)段具有帶橢圓形流動(dòng)橫截面的區(qū)域，其中，該區(qū)域延伸到噴嘴開口，并且噴嘴開口同樣橢圓形地構(gòu)造。直到噴嘴開口的流動(dòng)橫截面可以從圓形連續(xù)過(guò)渡為橢圓形，其中，噴嘴開口本身同樣橢圓形地構(gòu)造。在此，橢圓的大小可以連續(xù)減小。
[0010]在本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案中，流動(dòng)橫截面的橢圓的主軸線的取向沿著整個(gè)射束成形區(qū)段保持相同。在這種設(shè)計(jì)方案中，橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線的取向在空間中沿著整個(gè)射束成形區(qū)段保持不變。
[0011]替選地可以規(guī)定，橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線的取向隨著越來(lái)越靠近噴嘴開口而改變。在這種設(shè)計(jì)方案中，在射束成形區(qū)段的區(qū)域中，橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線在空間中具有不同的取向。
[0012]尤其可以規(guī)定，橢圓形噴嘴開口的主軸線相對(duì)于流動(dòng)通道的與噴嘴開口間隔開的流動(dòng)橫截面的橢圓的主軸線成90°角地取向。橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線取向的改變優(yōu)選在射束成形區(qū)段的在流體流動(dòng)方向上緊接在噴嘴開口之前的端部區(qū)域中進(jìn)行。
[0013]可以規(guī)定，橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線的取向在射束成形區(qū)段的整個(gè)長(zhǎng)度的至少50%、優(yōu)選至少75%上都保持不變，并且僅在射束成形區(qū)段的與之聯(lián)接的區(qū)域中才改變。
[0014]有利的是，橢圓形流動(dòng)橫截面的主軸線的取向在射束成形區(qū)段的端部區(qū)域中改變，其中，端部區(qū)域在射束成形區(qū)段的整個(gè)長(zhǎng)度的最多20%上延伸。
[0015]如已經(jīng)提及的那樣，在噴嘴開口之前進(jìn)行流體的射束成形。噴嘴開口本身在橫截面中不必須非要具有長(zhǎng)條形的形狀。尤其可以規(guī)定，噴嘴開口圓形地構(gòu)造。
[0016]在有利設(shè)計(jì)方案中，射束成形區(qū)段具有緊接在噴嘴開口之前的端部區(qū)域，在該端部區(qū)域中，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面從橢圓形連續(xù)過(guò)渡為圓形，其中，噴嘴開口同樣圓形地構(gòu)造。在這種設(shè)計(jì)方案中，流動(dòng)橫截面的連續(xù)過(guò)渡從圓形經(jīng)由橢圓形再回到圓形，其中，流動(dòng)橫截面在流體流動(dòng)方向上連續(xù)減小。扇形噴嘴例如可以與噴射管聯(lián)接。噴射管可以具有圓形流動(dòng)橫截面。從與噴射管聯(lián)接的圓形入口橫截面出發(fā)，流動(dòng)通道的輪廓可以連續(xù)變細(xì)，其中，首先從圓形連續(xù)過(guò)渡為橢圓形，并且隨后再過(guò)渡為圓形，從而使得流體可以通過(guò)同樣是圓形的噴嘴開口以扇形射束的形式向外輸出，其中，流體均勻地且不與流體通道的壁脫離地被加速，并且流動(dòng)損失降低至最小。
[0017]帶圓形入口橫截面和圓形噴嘴開口的流動(dòng)通道的造型簡(jiǎn)化了注射工具的制造和扇形噴嘴在其制造時(shí)的脫模。
[0018]有利的是，噴嘴開口具有用于流體的脫離棱邊，其布置在垂直于流動(dòng)通道的縱向方向取向的平面中。在噴嘴開口的區(qū)域中，流動(dòng)通道具有其最小的流動(dòng)橫截面。流體的流動(dòng)在噴嘴開口上與流動(dòng)通道的壁脫離。為此，噴嘴開口構(gòu)造有脫離棱邊。尤其對(duì)于構(gòu)件脫模有利的是，脫離棱邊布置在垂直于流動(dòng)通道的縱向方向取向的平面中。
[0019]流動(dòng)通道的內(nèi)壁優(yōu)選通過(guò)三維的自由成形面來(lái)限定，其中，自由成形面的曲率至少在流動(dòng)通道的縱向截面中連續(xù)改變。
[0020]關(guān)于流體的流動(dòng)方向，三維的自由成形面優(yōu)選具有持續(xù)的曲率改變。
[0021]可以規(guī)定，三維的自由成形面通過(guò)貝塞爾曲線來(lái)限定。這種貝塞爾曲線對(duì)于本領(lǐng)域?qū)I(yè)人士來(lái)說(shuō)是公知的，因此不需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0022]有利的是，流動(dòng)通道關(guān)于流動(dòng)通道的彼此垂直取向的兩個(gè)縱向截面鏡像對(duì)稱地構(gòu)造。
[0023]如已經(jīng)提及的那樣，并不強(qiáng)制噴嘴開口具有長(zhǎng)條形的橫截面。噴嘴開口例如可以圓形地構(gòu)造。
[0024]有利的是，噴嘴開口關(guān)于流動(dòng)通道的彼此垂直地構(gòu)造的兩個(gè)縱向截面鏡像對(duì)稱地構(gòu)造。
[0025]可以規(guī)定，噴嘴開口具有多角的構(gòu)造。
[0026]在本發(fā)明的有利實(shí)施方式中，流動(dòng)通道包括輸入?yún)^(qū)段，其緊接在射束成形區(qū)段之刖。
[0027]以有利的方式，輸入?yún)^(qū)段具有圓形流動(dòng)橫截面。
[0028]有利的是，流動(dòng)通道具有擴(kuò)寬區(qū)段，其在流體流動(dòng)方向上與噴嘴開口直接聯(lián)接，并且在該擴(kuò)寬區(qū)段中，流動(dòng)通道的流動(dòng)橫截面被擴(kuò)寬。噴嘴開口形成流動(dòng)通道的最窄的流動(dòng)橫截面。流動(dòng)通道可以在流體流動(dòng)方向上延伸超過(guò)噴嘴開口，其中，擴(kuò)寬區(qū)段與噴嘴開口聯(lián)接。
[0029]以有利的方式，擴(kuò)寬區(qū)段連續(xù)擴(kuò)寬。
[0030]尤其可以規(guī)定，擴(kuò)寬區(qū)段在流體流動(dòng)方向上錐狀地?cái)U(kuò)寬。
[0031]在本發(fā)明有利實(shí)施方式中，流動(dòng)通道的輸出區(qū)段與擴(kuò)寬區(qū)段聯(lián)接。
[0032]輸出區(qū)段例如可以圓柱體狀地構(gòu)造。
[0033]在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，成形到噴嘴體的端面中的垂直于流動(dòng)通道的縱向方向延伸的橫槽橫向于流動(dòng)通道的縱向方向地穿過(guò)輸出區(qū)段。橫槽確定了扇形射束的取向，并且使扇形噴嘴在噴嘴容納部中的安裝和定向變得容易，該噴嘴容納部例如是高壓清潔設(shè)備的噴射管的噴嘴容納部。
[0034]在有利設(shè)計(jì)方案中，扇形噴嘴由金屬粉末或陶瓷粉末制成。例如可以規(guī)定，扇形噴嘴通過(guò)粉末注射法(Powder Inject1n Moulding PIM粉末注射成形)來(lái)制造。在這種方法中，金屬粉末或陶瓷粉末與粘結(jié)劑(例如聚烯烴-蠟混合物)混合。這種混合物然后通過(guò)注射成形為期望的形狀。在隨后的方法步驟中，粘結(jié)劑以化學(xué)方式或熱方式被去除，從而保留下由金屬粉末或陶瓷粉末構(gòu)成的成形件，該成形件緊接著進(jìn)行燒結(jié)。這種粉末注射法在使用金屬粉末的情況下被稱為MIM法(Metal Inject1n Moulding金屬注射成形)，而在使用陶瓷粉末的情況下被稱為CIM法(Ceramic Inject1n Moulding陶瓷注射成形)。
[0035]替選地可以規(guī)定，根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴由塑料材料、尤其是由熱固塑料制成?？梢酝ㄟ^(guò)常見(jiàn)的注射法進(jìn)行制造。
【附圖說(shuō)明】
[0036]以下對(duì)本發(fā)明有利實(shí)施方式的描述結(jié)合附圖用以進(jìn)行詳細(xì)闡述。其中:
[0037]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴的局部切開的立體圖；
[0038]圖2示出扇形噴嘴沿著圖1中的線2-2的截面圖；
[0039]圖3示出扇形噴嘴沿著圖1中的線3-3的截面圖，其中，示意性地示出了流動(dòng)通道在不同位置上具有的一系列流動(dòng)橫截面；
[0040]圖4示出圖1中的扇形噴嘴的俯視圖，其中，示出了流動(dòng)通道的圖3所示的流動(dòng)橫截面；
[0041]圖5示出流動(dòng)通道的一個(gè)替選設(shè)計(jì)方案的相應(yīng)于圖3的一系列流動(dòng)橫截面；
[0042]圖6示出流動(dòng)通道的另一替選設(shè)計(jì)方案的相應(yīng)于圖3的一系列流動(dòng)橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1至圖4中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的扇形噴嘴的第一有利實(shí)施方式，其整體以附圖標(biāo)記