本发明涉及喷雾喷嘴组件，特别是用于喷雾干燥应用的高压喷雾喷嘴组件。
背景技术：
用于喷雾干燥的高压喷雾喷嘴具有许多应用，诸如用于乳制品的喷雾干燥。喷雾喷嘴在高压下操作——典型地为3,000psi或更高，并且通常高达5,000psi并达到10,000psi。因此，喷雾喷嘴组件应设计成符合管理高压设备(诸如asmeb31.3)的适当的约定的技术标准。
然而，由于各种原因，现有设计被认为是不合规的。一个根本原因是现有设计规定了各种制造公差以避免部件轴向和径向干扰。现有设计所要求的这种折中方案本质地降低了这种用于高压操作的设计的适用性。
由于高压设备的故障可能具有灾难性的后果(包括起火和爆炸的风险)，使用不合规的高压设备代表工业环境中的严重安全问题。而且，喷嘴组件故障对于工厂生产力和产品质量控制具有影响。
与安全性和生产力的问题直接相关，这种类型的喷雾喷嘴组件还具有提高操作者可用性的需求。拆卸喷雾喷嘴和更换其可消耗磨损部件的操作方便会影响操作的可用性、效率和组装不当所造成的风险。
理想地，喷雾喷嘴应当经由符合高压设备标准，同时可靠地产生用于产品质量的精确喷雾图案，易于清洁，以及允许操作者容易地更换磨损部件而不损坏喷雾喷嘴组件而保持操作安全性。
本发明的目的是至少部分地解决现有设计的这些和其他限制，或者至少提供有用的替代方案。
技术实现要素：
本发明在一个方面源于这样的认识：通过利用所施加的液压能够有利地实现高压喷嘴组件中的有效密封，以避免存在于一些现有设计中的固有的高压故障的可能性。
因此，本发明人已经设计了一种具有喷嘴主体和喷嘴帽的高压喷雾喷嘴组件，该喷嘴主体和喷嘴帽可操作地被耦接，并协作地容纳具有用于保持磨损部件的扣件的保持器，其中，喷嘴帽具有阶梯式开口制动器，该阶梯式开口制动器在喷嘴帽的内周表面上形成凸起，其中，由于在操作过程中通过高压喷雾喷嘴组件输送的流体施加的液压，阶梯式开口制动器允许保持器抵靠喷嘴帽密封。
保持器的特征在于，保持密封件位于扣件的上游，并且围绕保持器的径向外围设置。保持密封件用于通过保持密封件与阶梯式开口制动器的干涉而将保持器在喷嘴帽中对准。
保持器不由阶梯式开口制动器限制在绝对固定的位置，并且沿着喷嘴帽的轴向方向享有限量的行程或间隙。通过设计的保持器响应于施加的液压，经由保持器和喷嘴帽内表面的配合完成有效的密封。
优选地，前部轴向孔密封件定位在磨损部件上，并且随着通过组件的液压增加而变得进一步压缩，该组件用于在操作液压下在磨损部件与喷嘴帽之间产生牢固的配合表面密封。
保持密封件在截面上优选地大于位于磨损部件上的前部轴向孔密封件，并且保持密封件还优选地由比前部轴向孔密封件更硬且更坚固的材料制成。保持密封件不提供高压密封功能本身，而是起到在喷嘴帽中对准保持器，以及通过经由常规操作产生的施加的液压来完成密封的效果。
保持器优选地具有集成到扣件或附接至扣件的穿孔套筒，并且当保持器在内部对准时，该穿孔套筒从喷嘴帽突出。套筒具有至少一对形成在其中的相对的侧向孔，以便于从喷嘴帽中取出保持器。
本发明在另一方面包括用于本文所述类型的高压喷雾喷嘴组件的整体式保持器组件，该整体式保持器组件包括：保持器，其具有用于可释放地卡住磨损部件的扣件；以及套筒，其具有径向制动器；止回阀组件，其包括附接至具有径向制动器的阀体的阀密封件；以及螺旋弹簧，其在一个末端处可移除地附接至形成在保持器的套筒上的径向制动器，并且在其相对的末端处可移除地附接至形成在止回阀的阀体上的径向制动器。
止回阀组件可释放地附接至保持器，其中套筒用于引导阀弹簧与组件轴向对齐，同时扣件容纳并保持磨损部件。保持器整合止回阀组件以形成整体式保持器组件。
保持器的套筒包括弹簧保持倒钩定位器，该弹簧保持倒钩定位器在内部用作制动器，以确保在移除喷嘴帽时，阀弹簧以及止回阀的阀体和阀座保持彼此附接，从而防止这些部件和阀弹簧在拆卸喷雾喷嘴组件的过程中自由脱落并可能丢失。
另一方面，本发明提供了一种用于与高压喷雾喷嘴组件结合使用的取出工具，用于当保持器被在喷嘴帽内对准时从喷嘴帽中取出保持器，取出工具包括终止于外围套环的上端处的筒，用于安置喷嘴帽，使得保持器从喷嘴帽向下悬挂在筒内，筒具有在套环附近的一对通过筒外围壁形成的通道，通道可操作地沿其延伸范围径向偏移，以允许手持工具的销穿过相应的通道，使得当销沿着通道旋转时，销向下移动。
与突出超过喷嘴帽的开口端的保持器一体的套筒允许有效使用取出工具。穿孔套筒提供了一种装置，通过该装置可以在受控的条件下使用取出的手持工具将保持器从喷嘴帽中取出。
附图说明
图1a和图1b是以本发明的实施例为特征的示例高压喷雾喷嘴组件的部件的分解形式的互补立体图。
图1c是图1a和1b的示例高压喷雾喷嘴组件的组装形式的立体图。
图2a是图1中描绘的组装形式的高压喷雾喷嘴组件的剖视图，该高压喷雾喷嘴组件通过中心轴线，伴有聚焦为在保持密封件(细节x，图2b)以及阀弹簧(细节y，图2c)上显示的两个随附细节。
图3描绘了不同示例高压喷雾喷嘴组件的类似于图2的剖视图。
图4描绘了可以与图1的高压喷雾喷嘴组件结合使用以从喷嘴帽中取出保持器的取出工具的互补立体图，并且图5的对应立体图描绘了使用合适的手持工具结合图4的取出工具从喷嘴帽移除保持器所涉及的渐进的连续步骤。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
图1以分解形式(图1a和1b)以及组装形式(图1c和1d)经由各种立体图描绘了高压喷雾喷嘴组件10。在本申请人的名义下的这种通用类型的高压喷雾喷嘴组件的前一代在2015-05-12的美国专利第9,027,860号和第9,027,861号中均有描述：这两个出版物的公开内容通过引用整体并入本文。
高压喷雾喷嘴组件10包括作为主要部件的喷嘴主体20、喷嘴帽30和保持器40。在组装时，主体20和帽30协作地容纳在喷嘴主体30中对准的保持器40。喷嘴主体20和喷嘴帽30更具体地经由协作的螺纹接合而可操作地被耦接。喷嘴帽30的特征在于，径向密封件位于形成在喷嘴帽30的外围表面中的凹槽中，以在保持器40已在喷嘴帽30中对准后、喷嘴主体30螺纹连接到喷嘴帽30上时，在喷嘴帽30与喷嘴主体20之间有效地密封。这种总体布置的某些方面在美国专利申请号13/990,708中被进一步描述，该专利被发布为us20140048630a1，其公开内容通过引用整体并入本文。可操作地，加压流体在组件10的上游端处被输送，并且在组件10的下游端处作为雾化的雾离开组件。
在一个(下游)端部处的保持器40的特征在于，扣件42以可释放地卡住接合方式容纳磨损部件50。在这种情况下，磨损部件50包括由孔盘54覆盖的协作涡流室52，两者均由耐磨的碳化钨形成。组件10的特征在于，形成在磨损部件50和扣件42中的至少一对协作键和键槽，并且协作键和键槽不对称地间隔开以迫使磨损部件50的正确定向。协作键和键槽可以用于磨损部件50和扣件42上。优选地，键和键槽被不对称地放置以避免不正确的插入。这确保了磨损部件50的正确的对准和定向，且避免了径向和轴向旋转，并且由于键有效地通过扣件42结构上的腹板形成加强构件，因此提高了扣件42的结构完整性。这避免了操作者能够将磨损部件50‘颠倒’地插入，颠倒地插入将导致堵死，并因此可能会导致组件10故障。
键和键槽可以被策略性地定位，以防止涡流室52被无意地颠倒安装，这是因为对准的多样性以及它们之间变化的间隔将涡流室52仅编码为一种安装模式，且因此磨损部件50无法以错误的方向安装。
在保持器40(更具体地是保持器40的扣件42)内卡住的磨损部件50的总体布置的某些方面以及这种布置的相关优点，如上文提及的美国专利第9,027,860号和第9027,861号所描述。
孔盘54具有形成在其中的用于容纳轴向密封件56的凹槽。与孔板54协作的轴向密封件56的总体布置在美国专利申请号13/378,793(发布为us20120153577a1)中被进一步描述，该专利的公开内容通过引用整体并入本文。
保持器40还包括整合到扣件42或至少附接至扣件42的套筒44。在扣件42容纳并保持磨损部件50的同时，套筒实现不同的作用——保持和引导阀弹簧60，该阀弹簧60附接至止回阀组件70。止回阀组件70包括阀体72、阀密封件74和阀引导件76。阀密封件74通过协作的螺纹接合固定在阀体72与阀引导件76之间。
如所描绘的，优选实施方式的套筒44被分割成两部分。显然，套筒44的较宽的孔部分位于扣件42附近，而较窄的孔部分在保持件40的上游端处终止套筒44。两个部分都是大体上圆形的结构。此外，如下面进一步详细描述的，套筒44的两个部分都是穿孔的，优选地具有成对的完全相对布置的孔的图案。
套筒44如所描绘的那样是阶梯式的，以抓住形成在喷嘴主体20的内表面上的相对的肩部。这起到当组件10随着增压变得可操作时防止保持器40的任何过度的向后移动(“反冲”)的作用。作为示例，使用这种布置可以将向后移动限制在0.05mm以内。
套筒44经由在阀体72上形成凸起的径向制动器保持阀弹簧60，该阀弹簧60在使用中可释放地附接至止回阀组件70。止回阀组件70与喷嘴主体20(并且更具体地是其上游开口)协作，以阻止任何通过阀密封件74的操作的滴落。套筒44还校准阀弹簧60，以确保阀弹簧60被引导在与组件10的轴向方向对齐的直线往复路径中。美国专利号8,596,560中描述了止回阀组件70和阀弹簧60的总体布置，该专利的公开内容通过引用整体并入本文。
所示的优选实施例的布置经由阀弹簧60将止回阀组件70保持在保持器40上，并且保持器40在喷嘴帽30中被对准直到被取出。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，这具有多方面的优点。包括保持器40、阀弹簧60和止回阀组件70的整体式保持器组件可以作为单个工件被处理直到拆卸，这避免了在组装高压喷雾喷嘴组件10时丢失部件。
图2描绘了图1的组件10的实施例(尽管处于剖面和组装形式)，图2a中所显示的具体细节x和y分别如图2b和2c所分解。
细节x描绘了保持器40上的保持密封件46与喷嘴帽30(并且更具体地是阶梯式开口制动器32)之间的关系，阶梯式开口制动器32形成为在喷嘴帽30的内表面上形成凸起的外围肩部。当保持器40在喷嘴帽30中被对准时，喷嘴帽30上的阶梯式开口制动器32在保持密封件46通常位于的区域中外倾张开。
细节y显示，套筒44的内周角的特征在于，形成定位并保持阀弹簧60的端部的凸起的径向制动器。在阀体72上设置有类似的径向制动器(尽管在阀体72的外表面)，使得阀弹簧60能够根据需要可移除地附接至保持器40和止回阀组件70两者。
这具有如下特别的优点：在拆卸组件10的过程中，阀弹簧60(和附接的止回阀组件70)不会从套管44中脱落。喷雾喷嘴部署的操作环境不能容忍可能由放错位置的部件所导致的中断，或随之而来的损害。此外，喷雾喷嘴应用通常与食品有关，这要求在卫生上严格控制。
保持密封件46以适当尺寸的o形环的形式设置，与形成保持器40的压盖相匹配，密封件46位于保持器40中。保持密封件46优选地具有比轴向密封件56更高阶的硬度(duro)或硬度等级。这实际上意味着保持密封件46是用于促进密封完整性的更密集的材料。因此，操作中的轴向密封件56容易地抵靠喷嘴帽30的内表面压缩，以提供磨损部件与喷嘴帽30之间的表面与表面的接触。保持密封件46的硬度有助于在喷嘴帽30内“预装载”保持器40，这也有助于密封完整性。
发现帽30和保持器40的相关协作的几何结构在保持器40在喷嘴帽30中对准时导致明显和令人满意的“卡嗒”声，从而提供了部件的正确对准的可听觉确认。缺乏这种听觉确认可能表示诸如经由滑动的保持密封件46的误组装。阶梯式开口制动器32和凸起带34还允许有效的进入和清洁，这确保了可靠的操作和卫生。
参考图2b，阶梯式开口制动器32具有阶梯高度，在优选实施例中，阶梯高度在0.2mm的指示值范围内。如可能在不同应用中需要的，可以采用其他高度以用于或多或少的积极的制动作用。阶梯式开口制动器32具有1mm的指示圆角半径，其与在所显示的构造中具有匹配的2mm公称直径的保持密封件46配合。阶梯式开口制动器32的起点以0.5mm的半径辐射以防止挤压保持密封件46。
保持密封件46的压盖的半径稍大(比如1.4mm)，这允许保持密封件46在腔体内的一些有限的行程，该腔体在阶梯式开口制动器32的下游侧上产生偏置。
上文描述的且在图2b中所示的几何结构产生了一种布置，其中阶梯的底部与保持密封件46的压盖的底部之间的总径向间隙为1.75mm，因此显著地将保持密封件46压缩了0.25mm。这被发现提供了减缓轴向滑动的积极的制动作用。
具体地，返回参考图2a，凸起带34形成在阶梯式开口制动器32下游的内部喷嘴帽30中，且用于缓解压力，并且由于容易清洁沉积物也具有卫生的优点。凸起轮廓34优选地具有半球形轮廓和形状，但是也可以使用其他轮廓。凸起带34终止于挤压保持器40的喉部36，且用于使帽30中的保持器40校准，并且还确保磨损部件50被保持器40的扣件42牢固地保持。
如从前述可以理解的那样，阶梯式开口制动器32的构造意味着帽30的孔(bores)稍微打开为较大直径，以更好地容纳保持器40。阶梯式开口制动器32是打开的，在这个意义上即帽30的几何形状不会为所施加的液压提供障碍以迫使保持器40稳固地抵靠帽30。
图3以类似于图2a的剖视图描绘了组件的不同构造，该组件的特征还在于，类似构造的阶梯式开口制动器以及其他对应的特征。可以理解，不同的组件更好的适应特定的应用。
图4以互补立体图描绘了取出工具100，该取出工具100可以与上面结合附图1和2描述的组件10一起使用。
取出工具100是适当的，这是因为组件10的典型用途涉及高压和高温度，这可能因此导致内表面上的沉积物的上胶和烘烤。因此，使用正控制力从帽30中取出保持器40将这些部件不会损坏的分开。
因此，如下所述，取出工具100在没有与保持器40或甚至喷嘴帽30直接(不受控制地)手动接触的情况下实现了取出。这避免了损坏磨损部件50和喷嘴帽30。
如所显示的，取出工具100与具有简单的手柄和从手柄突出的销的类似螺丝刀的手持工具一起使用。作为变通方案，使用合适尺寸的手柄螺丝刀或类似的辅助取出保持器40。
工具100的筒120附接至基座110，该基座110具有中心孔和邻近基座110的一侧上的开口130。套环150是打开的，并且被完成以在使用中容纳和接合喷嘴帽30的外围——如图8a至8c所示。
底座110优选地具有形成在其中的孔112，用于牢固地附接到工作台、壁或其他表面。
如图所示，筒120在其外围壁上形成有一对通道140、140’，该通道140、140’弧形地围绕筒120设置。
图5通过图5a、5b和5c的渐进顺序图传达了涉及使用取出工具100和随附的手持工具100’的步骤。
通过在这些视图中象征性地描绘的步骤逐步实现从帽30移除保持器40。
首先，在图5a中，通过在套环150上密封帽30，将喷嘴帽30装配到取出工具100上。保持器40仍然装配到喷嘴帽30上，并且通过通道140在图5a中可见，尽管如果没有仔细检查的话不是特别明显。
在图4中可见的套环150的外围轮廓被机械加工成与帽30的相应的暴露的下部轮廓(即其裙壁和相邻的密封件)贴合地安置。
在帽30和保持器放置在工具100中的情况下，手持工具100’可以被引入——如图5b所示。手持工具100’的销穿过手持工具100’的筒130中的相对的通道140，以及在保持器40的套筒44中描述和描绘的相对的孔中装配。因此，手持工具100’的销牢固地卡住保持器40。如果需要，帽30可以手动旋转以在准备插入时根据需要实现与销的适当对齐。
一旦通过经由套筒44中的穿孔提供的通道的保持器40进行对准，销可以在周围和向下枢转——遵循形成在工具100的筒中的相对通道140的曲率，这拉动保持器40和帽30以可控的方式分开。如图5c所示，然后手持工具100’被撤回，且保持器40不被支撑，并且因此落在可以从工具100移除的筒130处。
对于本领域技术人员显而易见的是，可以对本文描述的以及在附图中描绘的优选和可替代的实施例进行各种修改。