专利名称：具有磁致动截止阀的空气雾化喷嘴的制作方法
技术领域：
0001本发明总的涉及喷嘴组件，更具体地涉及流体排出由循环
操作的阀针来控制的喷嘴组件。
背景技术：
已知的是具有喷嘴头的喷嘴组件，该喷嘴头紧固到喷嘴本 体上，该喷嘴本体形成有与喷嘴中的排出孔端连通的流动通路。为了 控制通过喷嘴组件的应用流体的流动，在流动通路内设置能选择'性移 动的阀控制针。为了利于应用流体在从喷嘴组件排出时的增压空气雾 化，空气帽通常设置在喷射喷嘴头的紧接着的下游，从而限定空气腔。 通常气动地操作这些喷嘴组件的阀控制针，从而在打开和 关闭位置之间实现预定的相对高速度的循环移动，以实现期望的定时 和投射形成的喷射模式。许多制造和加工设施采用大量的这些气动操 作喷嘴。为了操作所有喷嘴，这种设施需要足量的增压控制空气容量， 其成本是非常高的。 这种气动控制的喷嘴组件的 一 个问题在于阀针必须与控 制阀针操作的增压空气隔绝。这通常用填料环或密封件实现。然而， 填料环或密封件对阀针的移动形成显著的阻力，从而限制阀针能够在 打开和关闭位置之间循环的速率。补偿由填料环或密封件引起的摩擦 损失的一种方式是增加该设施中控制空气供应的压力。然而，成本可 能是非常高。由于配合不好或磨损，填料环或密封件也易于过多泄漏， 这继而导致该设施的增压控制空气供应的无效利用。填料环或密封件 的另 一 问题在于它们难以组装到喷嘴组件中。
发明内容
本发明的目的在于提供能够显著改进操作效率的气动控
制喷嘴组件。 另 一 目的在于提供能够在低空气压力时更可靠地操作的
气动控制喷嘴组件。[0007一个相关目的在于提供一种喷嘴组件，该喷嘴组件允许在
给定增压空气供应的喷射系统中使用更多数量的这种喷嘴。另外的目的在于提供上述类型的气动控制喷嘴组件，其不 需要围绕喷嘴组件的阀控制针的填料环或类似物，填料环或类似物能 对阀针的移动产生难以预期的阻力且能经历难以预期的磨损和泄漏， 这会缩短喷嘴组件的有效寿命。 通过阅读下列的详细描述及参考附图，本发明的其他目的 和优点将变得很明显。
图l是根据本发明的具有磁致动阀组件的示例性喷嘴组件
的透视图。 图2是沿图的线2-2的平面截取的图1的喷嘴组件的截 面图，其显示阀组件处于关闭位置。 图3是类似于图2的图1的喷嘴组件的部分截面图，但其 显示阀组件处于打开位置。 图4是图1的喷嘴组件的阀组件的透视部分截面图。 图5是图1的喷嘴组件的活塞组件的透视截面图。 图7是根据本发明的喷嘴组件的替代实施例的侧视截面 图，包括弹性阀复位装置。 虽然本发明易于进行多种修改和替代构造，但是图只图示 了本发明的一些实施例，并且将在下文中详细描述这些实施例。然而， 应理解的是没有意图将本发明限制于所披露的特定的形式，相反地本 发明覆盖所有落在本发明的精神和范围内的修改、替代构造和等同物。
具体实施例方式
喷嘴14通过螺紋杆24固定到本体部分12的下游端或排 出端，该螺纹杆24能与本体部分中的中心流体通路22接合。进而空 气帽16通过固定螺母26安装在喷嘴14的下游端上，该固定螺母26 接合空气帽16上的凸缘和喷嘴14的端部上的螺紋。为了引导通过喷 嘴组件10的应用流体，喷嘴14包括中心流体通路28,中心流体通路 28与本体部分12中的中心流体通路22连通。喷嘴14还包括多个雾化 流体通路30,该多个雾化流体通路30与本体部分12中的环形歧管32 连通，环形歧管32继而与雾化辅助流体入口端口 20连通。 喷嘴14包括向前延伸的鼻部34，鼻部34限定流体排出孔 35。喷嘴14的鼻部34从喷嘴本体向外延伸进入并穿过空气腔36,空 气腔36由空气帽16限定在喷嘴本体的下游端附近。鼻部34终止在空 气帽16中的中心排出通道38中，该中心排出通道38从空气腔36向 下游延伸。鼻部34的直径稍微小于空气帽16中的中心排出通道38的 直径，使得可以提供围绕鼻部34的环形孔，雾化流体通过该环形孔平 行于通过应用流体排出孔35排出的应用流体地排出，并排入到该应用 流体中。 为了控制通过喷嘴中的排出孔35的应用流体流，喷嘴组 件10包括阀组件40,该阀组件40包括阀针42,阀针42能在打开位 置(见图3)和关闭(见图2)位置之间移动。在所示实施例中，阀针 42是长圓柱形元件，其由本体部分12支撑且轴向延伸通过本体部分和 喷嘴中的中心流体通路22、 28至排出孔35。在关闭位置中，如图2所示，阀针42的远端部分接合排出孔35的内表面且坐靠排出孔35的内 表面，从而阻止喷嘴14的中心通路28中的应用流体通过排出孔排出。 在打开位置中，如图3所示，阀针42的远端部分缩回离开排出孔35， 从而应用流体能够流经排出孔并流出喷嘴组件10 。 阀针42在导管44中被支撑以用于往复轴向移动，导管44 是包含在本体部分中的导管组件45的一部分。在这种情况中，本体部 分12包括前部46、导管组件45和端帽48,前部46包括中心流体通 路22、应用流体入口和雾化流体入口 。导管组件45布置在本体的前部 46中的向后开口的凹部中，并包括螺紋杆50,该螺紋杆50接合凹部 的前端处的互补螺紋。继而端帽48螺紋连接到前部46的后端，并还 接合导管组件45的后端。当导管44固定到本体部分12的前部46时， 该导管44与中心流体通路22连通，使得通过入口 18引入的应用流体 围绕阀针42在前部和喷嘴的中心流体通i 各18、 28中以及导管44中循 环。 在所示实施例中，阀针42在导管44中向前滑动以到达关 闭位置，向后滑动以到达打开位置。为了利于该滑动运动，针引导器 52布置在阀针42上并靠近阀针的前端。如图4所示，在该情况中，针 引导器52具有限定一系列有槽开口的多个径向延伸腿，这一系列有槽 开口允许应用流体通过针引导器，从而循环通过导管44。阀针42还由 扩大部分54支撑以用于在导管44中作滑动运动，该扩大部分54布置 成更靠近阀针42的后端。同样，为了允许应用流体循环通过导管44, 阀针42的扩大部分54具有相对的平坦侧面，这些相对的平坦侧面在 扩大部分54和导管44的内壁之间限定开口，应用流体能够流过这些 开口 (见图4)。 根据本发明的重要方面，为了实现阀针42在打开和关闭 位置之间的移动，阀组件40包括流体致动的活塞组件56,该活塞组件 56包括可移动支架58,可移动支架58与阀针42非机械地联接，该联 接使阀针能随支架一起移动(见图2和3)。为了实施本发明，阀针 42借助于磁场联接至支架58，以便在经由增压控制流体(例如，增压 空气)致动时与支架同时移动。借助于该布置，不需要任何泄漏的填 料件或密封件来将控制流体与应用流体分开，因为导管限定的实心壁 提供这种分开。因而，控制流体的泄漏可能性显著降低。此外，填料件或密封件的取消排除了对阀针移动的显著阻力源。因而，喷嘴组件 可以在相对低的控制流体压力下更可靠地操作，在给定增压控制流体 供应的特定应用中可以使用更多数量的喷嘴组件。 为了在活塞组件56和阀针42之间提供磁性连接，支架58 包括杯形凹部，在该情况中，在该凹部中布置两个外部环形》兹体64。 线环65布置成靠近杯形凹部的开口端，以帮助将磁体保持在凹部中， 如图5所示。一对内部环形磁体66继而固定在阀针42上(见图2和3 ), 内部环形磁体66与外部环形磁体相比，直径相对较小。具体地，内部 环形磁体66布置在阀针42上，使得它们位于外部环形磁体64的径向 内部，外部环形i兹体环绕内部环形磁体。夕卜部环形磁体64和内部环形磁体66在轴向方向磁化，磁
极布置在每个环形磁体的相对轴向端部处。此外，内部环形磁体66布 置成使得它们的磁极取向布置成外部环形磁体64的磁极相反。具体地， 内部环形磁体66的北极与外部环形磁体64的南极对齐，内部环形磁 体的南极与外部环形磁体的北极对齐，如图2和3所示。这种对齐确 保在外部环形磁体64和内部环形磁体66之间有良好并且很强的磁性 连接。外部环形》兹体64和内部环形i兹体66能够由任何合适的》兹性材 料制成。可以使用的一种合适的磁体是钕稀土磁体。根据一种实施方 式，外部和内部环形磁体可以是N42额定钕磁体。 支架58的滑动由至控制空气腔60的增压控制流体流引 导。为此，本体部分12包括与控制空气腔60连通的控制流体入口端 口 68,控制空气腔60能够连接到增压控制流体供应源。当增压控制空 气引导通过入口 68且进入空气腔60时，增压控制空气促使支架58与 外部环形磁体在导管44上向后移动(见图3)。由于外部环形磁体64 和内部环形磁体66之间的磁性连接，外部环形磁体64的这种移动拉 动内部环形磁体66和阀针42向后移动进入打开位置。由于外部环形
8磁体64和内部环形磁体66之间的强的磁性吸引，阀针42的移动不用 阀针和活塞组件支架的任何物理连接就能够被控制。 当向后驱动支架58以将阀针42移动到打开位置时，控制 空气腔60中的控制流体的压力必须足以克服该磁性偏压力。当切断控 制空气腔60的增压控制流体的供应时，由后部环形i兹体70和外部环 形磁体64产生的磁性偏压力将支架58和阀针42返回到关闭位置(见 图2)。至入口 68的控制流体供应从外部进行控制，例如通过电磁致 动阀。通过这样控制至入口 68的控制流体流，阀针42可以选择性地 在打开和关闭位置之间移动，包括以高速循环幵关模式操作阀针组件。 图7图示了一种替代的阀针复位装置。在该装置中，弹性 压缩弹簧70限制在本体部分12的端帽48中的凹部和支架58的后端 之间。类似于图2和3的后部环形磁体，压缩弹簧70偏压活塞组件58, 从而经由外部环形磁体64和内部环形磁体66之间的磁性吸引将阀针 42向前偏压至完全就座的关闭位置。在此所引用的所有参考，包括公开出版物、专利申请和专 利，在此通过参考合并，参考到如同每个参考被单独地参考的程度， 且特別地指示为通过参考合并且在此完整地阐述。在描述本发明的背景中(特别是在权利要求书的背景中) 中，所使用的术语"一种"、"该种"及类似的指示术语解释为覆盖 单数和复数，除非本文有相反指示或明显与上下文矛盾。术语"包含"、 "具有"、"包括"和"含有"解释为开放性术语(即意味着"包括， 但不限制于")，除非有相反的注明。本文中值的范围的引用仅意图用作单独参考落在该范围内的每个独立值的简化方法，除非本文有相 反指示，且每个独立值都结合到说明书内，如同它在本文中被单独地 引用。本文中描述的所有方法可以以任何合适的次序执行，除非本文 有相反指示或明显与上下文矛盾。本文提供的任何和所有例子的使用 或举例语言的使用(例如"例如")意图仅是更好地说明本发明，而
不是限制本发明的范围，除非有相反声明。在说明书中没有任何语言 应该被解释为指示任何没有要求保护的元件对于本发明的实践是必要的。
[0036
本文描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的用于 执行本发明的最佳模式。通过阅读前述的说明书，这些优选实施例的 变化对于本领域一般技术人员是显见的。发明人预期一般技术人员会 适当地实施这样的变化，且发明人意图用不同于本文所描述的方式实 践本发明。因此，本发明包括权利要求书中所叙述的主题的所有修改 和等同物，只要是适用法律所允许的。此外，本发明包括以上所述的 元件在其所有可能变化中的任何组合，除非本文有相反指示或明显与
上下文矛盾。
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权利要求
1.一种喷射装置，包括本体部分，在该本体部分内具有流体通路；喷嘴，其被固定至本体部分，该喷嘴包括排出孔，用于以预定喷射模式引导来自本体部分内的流体通路的流体；阀针，其被支撑在本体部分和喷嘴中，用于在打开位置和关闭位置之间进行移动，打开位置允许流体通过排出孔排出，关闭位置则阻止流体通过排出孔排出；和控制活塞组件，用于控制阀针的移动，该控制活塞组件可移动地支撑在本体部分中，并通过磁吸引非机械地联接至阀针。
2. 根据权利要求l所述的喷射装置，其特征在于控制活塞组件 布置在控制空气腔中，并能由压缩流体致动以在第一方向移动阀针。
3. 根据权利要求2所述的喷射装置，其特征在于还包括阀复位 组件，用于致动控制活塞组件以在与第一方向相反的第二方向移动阀 针。
4. 根据权利要求3所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位组 件通过磁排斥来致动控制活塞组件。
5. 根据权利要求4所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位组 件包括第 一磁体，该第 一磁体与控制活塞组件携带的笫二磁体相互作用。
6. 根据权利要求3所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位组件 包括弹簧，该弹簧偏压控制活塞组件，从而使得阀针在第二方向移动。
7. 根据权利要求3所述的喷射装置，其特征在于第一方向朝向 阀针的打开位置，第二方向朝向阀针的关闭位置。
8. 根据权利要求l所述的喷射装置，其特征在于所述控制活塞 组件包括至少第 一》兹体。
9. 根据权利要求8所述的喷射装置，其特征在于第二磁体固定 至阀针，第一和第二磁体布置成使得在它们之间产生磁吸引。
10. 根据权利要求9所迷的喷射装置，其特征在于所述控制活塞 组件布置成环绕所述阀针。
11. 根据权利要求10所述的喷射装置，其特征在于第一磁体具 有环形结构，且在其轴向方向被磁化，第二磁体具有环形结构，且在其轴向方向被磁化，第二磁体的直径小于第 一磁体的直径。
12. 根据权利要求l所述的喷射装置，其特征在于所述控制活塞 组件包括多个第一磁体，并有多个第二磁体固定至阀针。
13. 根据权利要求l所述的喷射装置，其特征在于还包括安装在 喷嘴的下游端上的空气帽，该空气帽用于雾化通过排出孔排出的流体。
14. 一种喷射装置，包括本体部分，在该本体部分内具有流体通路；喷嘴，其被固定至本体部分，该喷嘴包括排出孔，用于以预定喷射模式引导来自本体部分内的流体通路的流体；阀针，被支撑在本体部分和喷嘴中，用于在打开位置和关闭位置 之间进行移动，打开位置允许流体通过排出孔排出，关闭位置则阻止流体通过排出孔排出；控制活塞组件，用于控制阀针在打开位置和关闭位置之间的移动， 该控制活塞组件可移动地支撑在本体部分中，并通过》兹吸引非机械地 联接至阀针，该控制活塞组件布置在控制空气腔中，并能由压缩流体 致动以将阀针移动至打开位置；和阀复位组件，用于致动控制活塞组件以将阀针移动至关闭位置， 该阀复位组件通常偏压控制活塞组件，以使得阀针朝关闭位置移动。
15. 根据权利要求14所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位 组件通过磁排斥来致动控制活塞组件。
16. 根据权利要求15所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位 组件包括第 一磁体，该第 一磁体与控制活塞组件携带的第二^兹体相互 作用。
17. 根据权利要求14所述的喷射装置，其特征在于所述阀复位 组件包括弹簧，该弹簧偏压控制活塞组件，从而在第二方向移动阀针。
18. 根据权利要求14所述的喷射装置，其特征在于所述控制活 塞组件包括至少第一磁体。
19. 根据权利要求18所述的喷射装置，其特征在于第二磁体被 固定至阀针，第一和第二磁体布置成在它们之间产生磁吸引。
20. 根据权利要求10所述的喷射装置，其特征在于第一磁体具 有环形结构，且在其轴向方向被磁化，第二磁体具有环形结构，且在 其轴向方向被磁化，第一磁体布置成环绕第二磁体。
全文摘要
提供一种喷射装置，其包括内部具有流体通路的本体部分。喷嘴固定至本体部分。该喷嘴包括排出孔，用于以预定喷射模式引导来自本体部分中的流体通路的流体。阀针支撑在本体部分和喷射喷嘴中，用于在允许流体通过排出孔排出的打开位置和阻止流体通过排出孔排出的关闭位置之间进行移动。控制活塞组件设置用于控制阀针的移动。该控制活塞组件可移动地支撑在本体部分中且通过磁吸引非机械地联接至阀针。
文档编号B05B1/00GK101588872SQ200880002985
公开日2009年11月25日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年1月23日
发明者M·S·奥布赖恩 申请人:喷洒系统公司