专利名称：洗罐器及洗罐系统的制作方法
技术领域：
本发明总的说来涉及喷洗系统，更具体地说，是涉及洗罐器，这种洗罐器包括一个或几个供液管，每个供液管具有一系列的对准的扇形喷射的喷嘴。
传统的洗罐系统包括大量的喷嘴，其数量经常是成百上千，从数个供液管的两侧向外延伸。在液体可通过的运输机的上下两侧均可设置供液管，该运输机的台面呈网眼状，举例来说可由塑料或不锈钢制成，该台面的运动使各罐体经由各喷嘴的喷射范围。在这种洗罐系统中，罐体移动的行程经常在100英尺以上，要经过许多不同的清洗站、漂洗站和处理站。清洗站及漂洗站中的喷嘴通常是这样的工作方式，即进行一个方向宽、另一个方向窄的“扇形”喷射。在清洗过程中，加压的扇形喷射是非常有效果的。当喷嘴准确定位和定向时，这种扇形喷射方式可进行全方位的有效的喷射，同时，不会让罐体在运输机上移位或倾倒。
所谓的喷嘴准确定向就是从一个给定的供液管中喷射出来的所有的扇形喷射区都以交错的长度方式对准，但要相互平行，并且要与供液管的纵向轴线平行。另外，洗罐系统在其运输机的上下两侧均可安装供液管，这两个供液管上下相对，其喷嘴的方向也上下相对，在这种情况下，相面对的各喷嘴的开口也必须相互对准。这可避免相对方向进行的扇形喷射使移动中的罐体移位甚至倾倒，尤其对于轻质的铝质或钢质饮料罐更是如此。相反，相面对的并且相互对准的扇形喷射会以稳定的方式作用在罐体上。
在过去，喷嘴拧在直的或弯的龙头上，而龙头拧入供液管并固定在该供液管上。这种龙头通常包括两段外螺纹，分别分布在龙头的两端。龙头的一端拧入供液管中，而另一端则与喷嘴以螺纹连接。一旦龙头连接至供液管上，就意味着不能再卸下。然而，为了清洗和维修的目的，喷嘴经常需要卸下和更换。
在洗罐系统的初次安装过程中要安装大量的扇形喷射的喷嘴，在周期性地清洗、维修或更换时，所有的喷嘴都需要卸下和再安装，这对维修人员来说要花费大量的时间。这种系统“占用时间”或者说低效率，花费明显较多，是不理想的。遗憾的是，由于喷嘴数目很多，对现行的象大型的洗罐系统一类的系统来说，安装和维修都是既费时又费力的。每个喷嘴都必须密封式地连接至供液管上，同时，扇形喷射区域的方向还要平行于供液管的纵向轴线，也要平行于相面对的供液管的相面对的喷嘴。在采用直的龙头的情况下，这经常是很难做到的，这是由于喷嘴拧在龙头上，而龙头又拧在供液管上，喷嘴要拧动多次才能连接至供液管上。在所有的应用螺纹的喷嘴的实例中，螺纹自身的不准确性使得喷嘴间的精确对准非常困难。
上述的使所有的喷嘴都对准的过程通常是边试边失败的过程。已经有一些偿试使得喷嘴的安装和对准趋于简单化。例如，系统安装人员或维修人员在喷嘴及所属的龙头上都做了记号，以提示何时喷嘴不应再相对于龙头拧动。遗憾的是，记号太粗糙，不能准确地按照扇形喷射区准确对准的需要而表示出喷嘴相对于龙头的旋入位置。另外，上述对准方法依赖于有螺纹的龙头要保持静止不动，而在直的龙头的情况下，在安装喷嘴的过程中，龙头会相对于供液管有所转动，一旦这种情况发生，对准的方法就失败了。
美国第NO.2548788号专利介绍了一种杀菌装置，该装置有一个主供液管，在该主供液管上设置了数个喷嘴。而这些喷嘴并不直接拧在供液管上，它们还包括喷头，该喷头拧在喷嘴上，喷嘴拧在喷嘴连接件上，而喷嘴连接件则以水平延伸的方式连接在主供液管上。然而，这种方案并没有解决上述问题，扇形喷射喷嘴的特殊性必须能够以准确对准的方式反复地进行安装。在美国第NO.2548788号专利中介绍了多种喷嘴零件的螺纹连接结构，正由于螺纹的存在使得在喷嘴的安装过程中有可能需要太多的“偿试”或者说零件的转动。集成一体的带螺纹的弯的龙头也是熟知的，尽管如此，由于喷嘴的螺纹本身所固有的不精确性，这种结构同样也是不理想的。
因而，急需提供一种喷洗系统，更具体地说，需要一种洗罐器，其中的大量扇形喷射喷嘴可以密封的方式快速地连接至一个或几个供液管上，使得扇形的喷射区相互之间可准确地平行地对准，同时也都平行于供液管的纵向轴线。
发明概述本发明提供了一种洗罐器，该洗罐器包括一个长的供液管和数个弯曲的龙头，各龙头至少设置在供液管的其中一侧。弯曲的龙头一端固定在供液管上，而另一端则与扇形喷射的喷嘴相连。扇形喷射喷嘴是卡口式的，仅需少量转动就可以连接至龙头上或从龙头上卸下。龙头和喷嘴具有相匹配的结构，包括各自的阻止表面，当喷嘴转动至正确的方向时，两阻止表面相接触，从而安装操作结束。龙头是集成一体式的，其中没有可运动的零件，当喷嘴拧至龙头的外侧端时，不会因为龙头的转动而造成对准不良。
喷嘴的喷射方向与龙头外段的轴线之间的夹角和龙头内外两段轴线之间的夹角之和使得喷射方向在本质上垂直于龙头内段的纵向轴线。在第一实施例中，龙头是直角的龙头，喷嘴喷射出的喷射区平行于龙头的外段。这些直角龙头这样连接在供液管上的，就是龙头的外段在垂直于供液管纵向轴线的方向上延伸。喷嘴喷射出的扇形的喷射区相互之间平行，并且也平行于供液管的纵向轴线。将会注意到，龙头和扇形喷射喷嘴之间可以有许多种组合，每种都能受益于本发明。
尤其是，龙头是以集成一体的方式制成的，如可用塑料模注而成。根据特定系统中的液体的温度或其他因素，也可以采用金属，如不锈钢，制成集成一体的龙头。龙头的内段尤其是具有外螺纹，从而，龙头可安装于供液管的螺纹孔中。将会注意到的是，龙头可绕相对于供液管的第一轴线旋拧，以安装在供液管上或从供液管上卸下，而喷嘴可绕第二轴线旋拧，第二轴线与第一轴线相交，甚至可以垂直于第一轴线。由于龙头是集成一体的，没有可转动的零件，因此，当喷嘴旋拧在龙头上时，不会造成龙头的转动，不会出现扇形喷射区的对准不良。喷嘴可很容易地精确地转动90°就连接在龙头的外侧端上。
更具体地说，本发明涉及一种洗罐系统，其中包括数条上述的供液管，尤其是在供液管的两侧均可延伸出龙头和喷嘴。另外，供液管尤其可以设置在一个液体可通过的运输机的上下两侧，罐体，如饮料罐，可在该运输机的带动下从一个清洗站到达另一个清洗站。供液管的方向与罐体的运动方向相交，尤其是可以垂直于罐体运动的方向。上下两侧的供液管及所属喷嘴均处于恰好相面对的位置上，从而罐体的上下两个端面可同时受到相面对的扇形喷射的清洗。
从上文可以看出，本发明的洗罐器可使得大量的扇形喷射喷嘴非常迅速和准确对准地安装在供液管上。集成一体的龙头和卡口式的扇形喷射喷嘴相结合使得这种快速连接和准确对准成为可能，同时，在喷嘴的安装过程中，龙头不会出现使对准不良的转动。另外，在许多应用实例中，所有的零件均可由塑料制成，从而使成本更合理。
通过结合附图对本发明的一个推荐实施例的详细说明，本发明的上述优点及其他优点会更明显地得到体现。
附图的简要说明
图1是根据本发明的一个实施例的洗罐器的透视图，同时也图示出了所推荐的扇形喷射区；图2是如图1所示的洗罐器的底视图，图示了喷嘴相对于龙头的90°旋转的操作；图3是类似于图2的底视图，但在供液管的两侧均设置了龙头和喷嘴，尤其是龙头和喷嘴以相交错的平行的方式对准；图4是根据本发明第一个实施例的直角的龙头和扇形喷射喷嘴的侧断面图；图5是如图4所示的直角的龙头和扇形喷射喷嘴的分解透视图；图6是洗罐系统的透视图，其中包括了根据本发明第一个实施例的洗罐器；图7是如图6的沿7-7线的推荐洗罐系统的横截面图；和图8是根据本发明的龙头和喷嘴的另一个实施例的横截面图。
推荐实施例的详细说明首先看图1，根据本发明的第一实施例，洗罐器10包括一个长的供液管12，该供液管12具有数个弯曲状的龙头14，龙头14从供液管12上开始延伸，在龙头14的端部装有喷嘴16。在第一推荐实施例中，龙头14的两部分14a和14b之间呈直角。因而，部分14a可以从供液管12上水平地向外延伸，而部分14b则可直接向下垂直地延伸，以把液体18喷向从洗罐器10经过的数个罐体上(如图6和图7所示)。当然，通过下文对图6和图7的说明可以更清楚的是，洗罐器10也可以向上方喷液至罐体上，例如喷水。每个喷嘴16喷出“扇形”的喷射区20，喷射区20在一个方向上宽，而在另一个方向上窄，其横截面在总体上呈椭圆形。
现在参见图2和图3，龙头14的水平部分14a具有相间隔的长度。
也就是说，龙头14每隔一个都有长度相同的水平部分14a。在图2和图3中可以看到，这使得相邻扇形喷射区20的端部可以交错，从而沿着洗罐器10的长度方向会产生全面的喷射覆盖面，同时，相邻的喷射区20之间又不会重叠。正如图2所示意的那样，喷嘴16是“卡口”式的，或者说是“快速连接”式的，仅需很少的转动就可以密封地固定在龙头14上。因此，喷嘴16一开始可这样安装在龙头14上，就是扇形的喷射区20的方向可如图2中的虚线所示，沿轴线22延伸，该轴线22垂直于供液管12的纵向轴线24。少量转动之后，尤其是转动90°，各喷嘴14的扇形喷射区20相互沿平行于轴线26的方向对准，该对准的方向也平行于供液管12的轴线24。如图3所进一步的图示，供液管12尤其可以在其另一侧也设置龙头14及附属的喷嘴16。为了达到最佳效果，如图3所示，所有的扇形喷射区20必须以平行的方式对准。
图4和图5详细表示了该推荐实施例中特定的龙头14及喷嘴16。在美国专利第NO.5190244号(下称224号专利)中介绍了用于把喷嘴16连接在龙头14上的“卡口式”或者说“快速连接”结构，该专利的内容较全面地包括在本说明书中以供参考。对这种连接结构的全面讨论只能参阅第224号专利，然而，为了参考的目的，图4和图5的说明已足够了。将会看到的是，喷嘴16的连接结构除了这里所描述的以外，还可以有其他的“快速连接”结构，但仍需要连接迅速和喷射区对准。
如图4和图5所示，龙头14是一个整体结构。尤其是龙头14可由塑料，如聚丙烯，模注而成，但也可以是金属的整体结构，如不锈钢的结构。龙头14具有外螺纹，以连接至供液管12的内螺纹孔12a(如图2所示)中。在另一端，龙头14具有阴“卡口”，即“快速连接”式连接头32。喷嘴16包括喷头34和阳“卡口”，即“快速连接”部分35，该部分35转动少许即可连接至龙头14的阴“卡口”32中。如图4所示，连接之后，○形圈36被压缩在连接部分32和35之间。
从图4中可最清楚地看到，龙头14包括一个内孔或者说液体通道38，喷嘴16的上游端也有类似的内孔或者说液体通道40，通道40和通道38的尺寸相近。喷嘴16进一步包括前端42，该前端42具有直径略小一些的孔44。孔44和孔40相通，孔44的下游端是具有“V”形出口的46的曲面。从图5中可最清楚地看到，该窄的“V”形出口46可产生扇形的喷射区20(如图3所示)，根据本发明，各喷射区20可快速准确地对准。喷头34进一步包括缺口48，以防止破坏或干扰喷出的喷射区。
在喷嘴16的上游端设有凸耳50，在龙头14的连接部分32内设有相应的圆槽52，只需少量转动，凸耳50即可配合在圆槽52中。凸耳50的端面54可抵靠在圆槽52的端面56(图5中仅示出了一个)上。喷嘴的部分35上进一步包括卡销或凸头60，以配合在连接部分32的卡销容纳结构62中，图5仅示出了其中一个卡销容纳结构62。特别地是，正如在224号专利中所更全面介绍的那样，卡销60被容纳在柔性的弧形元件64和刚性的弧形元件66之间，一旦喷嘴16相对于连接部分32转动少许后情况就是这样。从图4中可最清楚地看出，○形密封件68提供了外圈的液体密封，它被定位和被压缩在喷头34的肩面70和连接部分32的密封端72之间。如图5所示，喷头34沿其长度方向设置了肋74，使得可手握喷头34并使之拧入连接部分32中。
从图5中可以看出，抵靠面54、56及卡销结构60、62的设置位置使得喷嘴16开始插入连接部分32中时，开口46的长度方向平行于龙头14的水平部分14a。一旦喷嘴16转至如图4所示的位置，止动表面54、56及卡销结构60、62就使开口46处于垂直于龙头的部分14a的长度方向上。当然，开口46的长度方向总是垂直于龙头的部分14b。这些相对位置关系非常重要，当所有的龙头14安装在供液管12(如图1所示)上，其部分14a处于水平方向上，而部分14b处于铅垂的方向上，各喷嘴16的方向会使得各喷射区精确地对准，这一点图3体现到了。由于龙头14都是一体的，没有可能转动的零件，在绕一轴线使龙头14拧入供液管12的情况下，喷嘴16可快速准确地定位，所述轴线垂直于喷嘴16的轴线，喷嘴16会以密封的方式稳固就位，不会出现任何使对准不良的移动或转动。
如图6和图7所示，洗罐系统78采用了洗罐器10。特别地，系统78可应用于对铝质饮料罐80的清洗，该饮料罐80随着液体可通过的网状的运输机82移动。网状运输机82尤其可由不锈钢的板条83构成，其网眼可以是任何适当的图案，喷射的液体可很容易地经由网眼85而到达饮料罐80。饮料罐80是空的并旋转在运输机82上，其开口端80a面向下方(如图7所示)。供液管12垂直于运输机82的长度方向和移动方向，该方向由箭头81表示。因此，如图6所示，各龙头的水平段14a的轴线87平行于运输机82的长度方向及移动方向81，同时，从各喷嘴16中喷射出的扇形区域内的喷射线18洽好垂直于运输机82的长度方向和移动方向81。
如图7所示，尤其可以按上述方式在运输机82的上下侧均设置数个洗罐器10。在典型的大型饮料罐清洗操作中，举例来说可采用一个宽为3-8英尺，+长为100-200英尺的运输机，该运输机可途经数具清洗站和漂洗站、多条供液管12，经常需要1000套以上的龙头14和喷嘴16。饮料罐80由适当的挡杠或导向杠84、86而保持在运输机82上。每个供液管12都可举例来说安装在其主供液管88上。每个供液管12如图7所示可以设置在另一个供液管12的上方或下方。每个喷嘴16也可以安装在另一个喷嘴16的上方或下方。相面对的喷嘴16的开口46(如图7所示)应当沿轴线90对准，从而，各自的在扇形区域内的喷射线18也可相互对准。如果没有饮料罐80的话，相面对的在扇形区域内的喷射线18会倾向于“相互抵削”或者在一个椭圆图案20处相遇(如图1所示)。这一点非常重要，因为如果相面对的在扇形区域内的喷射线18没有对准，饮料罐80在不均衡力的作用下会趋于晃动、移位甚至倾倒。
图8介绍了另一个实施例，该实施例不同于如图1至7所示的直角龙头。在图8中，对应于图1至图7中的结构用类似的在“100”系列中定义的代码表示。特别地，洗罐器110的横截面垂直于供液管112的纵向轴线。弯曲的龙头114与第一实施例一样方式地拧入供液管112中，龙头内段114a的轴线115垂直于供液管112的纵向轴线。龙头114的外段114b沿轴线117延伸，该轴线117与龙头内段114a的轴线115之间有一个偏转角α。从喷嘴116中喷射出的喷射线118与轴线117之间有一个偏转角β。角度α和β之和在本质上与龙头内段114a的轴线115呈90°。可以想像，对于所示的喷嘴，举例来说角度α可以为15°，而这时角度β为75°，这种喷嘴由喷射系统公司(S praying S ystems Co.)以商标F loodJ et进行销售。另一个由喷射系统公司以商标F loodJ et销售的喷嘴的例子中的角度α为52°、β为38°。当然，也可以有其他的角度组合，这取决于应用实例中所用喷嘴的特定的喷射角度。然而，角度α低于15°过多是不可取的，否则本发明的优点就开始消失。
通过上述说明可以看出，本发明可使扇形喷射的喷嘴对准，这是象饮料罐清洗系统一类的系统所必须的方式，不仅如此，本发明还允许在比以往短得多的时间内对已对准的扇形喷射的喷嘴进行大规模的安装和更换。
上文已对本发明推荐的洗罐器及洗罐系统进行了说明，而对那些在本领域有普通技能的人来讲，都可很容易地对本发明作出种种修改，但这并不超出本发明的范围。因而，本发明的范围不是由上述的详细说明决定，而是由所附的权利要求所决定。
权利要求
1.洗罐器，包括一条长的供液管，具有纵向的轴线；数个弯的龙头，每个龙头分内段和外段，其中的内段具有一条纵向轴线，所述内段安装在所述供液管上，液体可经由内段从供液管中流出；和数个扇形喷射的喷嘴，每个扇形喷射的喷嘴与相应的龙头的外段相连接，所述扇形喷射的喷嘴和所述龙头的所述外段具有相匹配的连接结构，允许所述扇形喷射的喷嘴在连接位置与脱开位置之间切换，所述连接结构包括龙头和喷嘴上的相应的止动表面，当两个止动表面相接触时，所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区在本质上与所述供液管的纵向轴线平行，而与所述内段的纵向轴线垂直。
2.如权利要求1所述的洗罐器，其中所述的弯的龙头是集成一体的、独一零件的结构。
3.如权利要求2所述的洗罐器，其中所述的弯的龙头是呈直角弯曲的龙头。
4.如权利要求3所述的洗罐器，其中的龙头以交错的长度从所述供液管上向外延伸，其中相隔的龙头从供液管上延伸出同样的长度，各所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区相互平行并且平行于所述供液管的纵向轴线。
5.如权利要求4所述的洗罐器，其中所述的相匹配的连接结构中的所述止动表面相接触和脱离接触在所述扇形喷射喷嘴的不到一周的旋拧过程中即可完成。
6.如权利要求1所述的洗罐器，其中的龙头以交错的长度从所述供液管上向外延伸，其中相隔的龙头从供液管上延伸出相同的长度，各所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区相互之间平行，并且也平行于所述供液管的纵向轴线。
7.权利要求1所述的洗罐器，其中所述的相区配的连接结构中的所述止动表面相接触和脱离接触在所述扇形喷射喷嘴的不到一周的旋拧过程中即可完成。
8.一种洗罐系统，包括一个液体可通过的运输机，用于运送放置在其上的罐体；供液管，安装在邻近所述运输机的上下两侧，每个供液管的纵向轴线与所述运输机垂直；数个弯的龙头，连接在供液管上，每个龙头包括内段和外段，内段具有一个纵向轴线，所述内段安装在供液管上，供液管中的液体可以由该内段流出；和数个扇形喷射喷嘴，每个扇形喷射喷嘴连接在一个龙头的外段上，所述扇形喷射喷嘴与所述龙头的外段之间具有相匹配的连接结构，使得所述扇形喷射喷嘴可以连接至龙头上，也可以从龙头上卸下，所述连接结构包括龙头和喷嘴上的止动表面，当这两个止动表面相接触时，所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区在本质上平行于所述供液管的纵向轴线，并且垂直于所述龙头内段的纵向轴线。
9.权利要求8所述的洗罐器，其中所述的弯的龙头是集成一体的、独一零件的结构。
10.权利要求9所述的洗罐器，其中所述的弯的龙头是呈直角弯曲的龙头。
11.权利要求10所述的洗罐器，其中的龙头以交错的长度从所述供液管上向外延伸，其中相隔的龙头从供液管上延伸出相同的长度，各所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区相互之间平行，并且也平行于所述供液管的纵向轴线。
12.权利要求11所述的洗罐器，其中所述的相匹配的连接结构中的所述止动表面相接触和脱离接触在所述扇形喷射喷嘴的不到一周的旋拧过程中即可完成。
13.权利要求8所述的洗罐器，其中的龙头以交错的长度从所述供液管上向外延伸，其中相隔的龙头从供液管上延伸出相同的长度，各所述扇形喷射喷嘴的扇形喷射区相互之间平行，并且也平行于所述供液管的纵向轴线。
14.权利要求8所述的洗罐器，其中所述的相匹配的连接结构中的所述止动表面相接触和脱离接触在所述扇形喷射喷嘴的不到一周的旋拧过程中即可完成。
15.一种扇形喷射液体的龙头，包括一个弯的龙头体，具有内段和外段，内外段具有相通的液体通道，内外两段在这两段的纵向轴线相交的位置处相接，所述内段具有内连接端，所述外段具有外连接端，所述外连接端具有连接结构，该连接结构包括一个止动表面；和一个扇形喷射喷嘴，其包括一个开口和一个连接结构，其中的开口用于喷射出扇形的喷射区，该连接结构具有一个止动表面，以与所述外连接端的连接结构的止动表面相接触，所述外连接端的止动表面与所述扇形喷射喷嘴的止动表面相抵靠时就确定了所述扇形喷射区的预定的走向。
16.如权利要求15所述的龙头，其中所述扇形喷射区的预定走向在本质上垂直于所述弯曲的龙头体的内段的纵向轴线。
17.如权利要求16所述的龙头，其中的内外段纵向轴线之间的夹角为直角。
18.如权利要求17所述的龙头，其中的所述弯的龙头体为集成一体的结构。
19.如权利要求18所述的龙头，其中所述的弯的龙头体和所述喷嘴均可由塑料制成。
全文摘要
一种洗罐器(10),用于清洗象饮料罐一类的罐体。长的供液管(12)具有数个弯的龙头(14),在供液管(12)的两侧均可设置弯的龙头(14)。每个龙头(14)在其外侧端具有快速连接和脱开结构(32),以与扇形喷射喷嘴(16)的同类结构相匹配。扇形喷射喷嘴(16)可以快速旋拧的卡口方式拧在龙头(14)的端部,以使各扇形喷射区(20)相互平行地对准,同时也平行于供液管(12)的纵向轴线。在一个推荐的实施例中,洗罐器(10)用于洗罐系统(78)中,洗罐系统(78)包括一个液体可通过的运输机(82),运输机(82)可使数个罐体,如饮料罐(8),移动并途经数个本发明的供液管(12),在邻近运输机(82)的上下两侧的位置处均设有供液管(12),供液管(12)的走向垂直于运输机(82)的移动方向。
文档编号B05B1/14GK1170375SQ95196810
公开日1998年1月14日 申请日期1995年12月13日 优先权日1994年12月14日
发明者托马斯·C·林肯 申请人:伊格尔－皮彻工业公司