按需混合喷雾器的制作方法

本发明涉及一种喷雾器，更具体地涉及一种喷雾器，其可在喷雾之前用稀释剂稀释流体浓缩物，并且更具体地涉及一种喷雾器，能选择性地且按照可变化的计量，将多种流体浓缩物按测量剂量喷射到混合歧管，形成具有所需浓缩物稀释度的混合流体。

背景技术：

喷雾器，诸如撒播喷雾器之类，被用于包含农场、高尔夫球场和住宅物业的一系列场合，用以浇水或喷洒其它液体，例如农药，包含除草剂、杀虫剂等。因此，这些喷雾器需要覆盖大面积，因此通常包含捆绑到车辆（例如全地形车辆（atv）或高尔夫球车）或安装到拖后拖车上的大箱体。传统应用中，这些箱体内储存着要被使用的选择性流体组合物。举例来说，农药溶液可以是约1％至约10％的水中活性化学物质。在一种情况下，使用者可以喷洒例如针对蓟的除草剂稀释溶液。然而，当需要用到第二种农药溶液，比如施用于果树的稀释杀虫剂时，使用者首先必须完全清空除草剂溶液的箱体，然后冲洗干净箱体中任何的残留化学物质，并最终将所需的杀虫剂溶液重新装入箱体。从上文不难看出，这种系统存在许多缺点。例如但不限于，这些缺陷可能包含化学品的浪费、对未使用化学品的受控处置需求、在两次应用之间彻底清洁箱体的时间消耗，以及在箱体不完全或不成功清洗后发生交叉污染和产生有害化学品的可能性。

为了减轻撒播喷雾器的一些上述缺陷，人们已经开发了将化学品与水/稀释剂分离的系统。在这种系统中，化学品储存在比水箱体更小的独立箱体中。在溶液从喷杆或喷雾器喷出之前，计量装置可将化学物质添加到水流中。通过这种方式，化学品保持与水箱隔离，从而最小化或避免水源可能的污染。然而，迄今为止的此类系统需要复杂的管道系统和各种部件的互连性，使得这种系统难以使用并且难以操作和清洁。

撒播喷雾器也可以是可变压力喷雾器，其可选择性地喷射来自喷杆或通过动臂和喷嘴布置的流体，其中多个喷嘴可以被支撑在动臂上。由于喷杆和喷嘴装置内有多个喷嘴，流体必须以高压输送，以便能在每个单独的喷嘴上顺利喷出。但是，喷杆使用单个喷嘴，且如果承受高压流体可能会造成损坏。为此，目前的系统通常使用具有高压切断开关的泵。这些系统配置有再循环歧管，从而将来自泵的过量水流输送回水箱。歧管上设有阀门和压力表，使用者可以调节返回水箱流量的百分比，同时保持适用于低流量应用（喷杆）的足够压力。若在低流量应用中不提供这种再循环压力释放，压力将快速上升，不就就会启动循环压力切断开关。这种情况对开关和泵都不利。但是，这样的系统无法应用在双箱体系统中，因为流出泵的混合流体将被循环到水箱中，从而污染水箱并改变正在喷洒的化学品的浓度。

因此，人们仍然需要一种喷雾器，可将化学品箱与水箱分隔开，同时更容易测量、操作和清洁。人们还需要一种可变压力喷雾器，当在降低喷雾压力时，混合流体不循环到稀释剂箱体中。本发明可满足这些以及其它需求。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，本发明总体上涉及一种喷雾器系统，其包含可储存稀释剂的第一箱体；安装到第一箱体的固定支架；以及可拆卸安装到第一箱体并可储存液体浓缩物的第二箱体。混合歧管安装到固定支架上，并设有可从第一箱体流入一定量稀释剂的第一入口接口，以及可从第二箱体流入选择性可调节量的液体浓缩物的第二入口。一定量的稀释剂和选择性可调量的浓缩物合并可形成混合溶液。混合歧管包含混合溶液出口，容积泵安装到固定支架上，且具有流通连接到混合溶液出口的抽吸端口。压力端口可与喷雾装置流通连接。第二箱体可与第一箱体分开而不需要移除混合歧管或容积式泵。

在本发明的另一方面，容积泵是隔膜泵，且第一入口接口还包含可防止混合溶液向第一箱体回流的止回阀。

在本发明的另一方面，混合歧管还包含设定第一环形系列间隔流量孔的调整圆盘。相应连续的流量计量孔具有递增的孔径，且调整盘可旋转，将选定流量计量孔与第二入口对齐流体连通，从而在混合溶液中形成选择性可调节量的浓缩物。调整盘还可设有第二环形系列的间隔止动孔。第二环形系列内各个相应的止动孔与第一环形系列相应的流量计量孔径向对齐。当选定的流量计量孔与第二入口对齐时，单个相应的止动孔内推入止动元件。止动元件可以是滚珠轴承偏置定位在调整盘的一侧，其中滚珠轴承的直径略大于每个止动孔的直径。

在本发明的另一方面中，第一入口接口可进一步包含可防止混合溶液向第一箱体回流的止回阀，且第二箱体可移除地安装至第一箱体上的固定支架。

在本发明的另一方面，第二箱体可包含快速断开连接器，该快速断开连接器可将浓缩物管可释放地连接到设定在第二箱体上的接头。然后浓缩液管可将液体浓缩物输送到混合歧管。快速分离连接器可以包含接头壳体，其具有第一端部、第二端部以及其间的阶梯孔区域，其中第一端部连接到位于第二箱体上的箱体接头。管螺母可移除地连接到接头壳体的第二端部，且管路连接件可位于管螺母内，并抵靠在由接头壳体第二端部形成的开口上。塞头元件可具有塞头端部、法兰端部和其间的轴体部分。塞头端可位于接头壳体的第一端中，而凸缘端可位于接头壳体的第二端内，且轴体部分可延伸穿过接头壳体内的阶梯孔区域。偏置元件也可位于阶梯孔区域内，其中，当管螺母从接头壳体的第二端移除时，偏置元件推动管路连接器的塞头端部以密封接头壳体的第一端。当管螺母连接到接头壳体的第二端时，偏置力通过凸缘端存储在偏置元件内，由此第二箱体内的流体浓缩物可通过快速断开连接器流到混合歧管。塞头的主轴部分可包含多个间隔开的轴体，轴体之间设有开口槽，可让流体浓缩物从中流过。

在本发明的另一方面中，喷雾器系统可进一步包含将压力端口流体连接到抽吸端口的压力旁通再循环回路。压力旁路再循环回路可用于选择性地调节输送到喷雾装置的混合溶液的流体压力。压力旁路再循环回路可位于容积式泵的内部，也可位于容积式泵周围的外部通路。

根据本发明的另一方面，本发明总体上涉及一种喷雾器系统，其包含可容纳稀释剂的第一箱体；；安装到第一箱体的固定支架；；以及可拆卸地安装到第一箱体上，可储存液体浓缩物的第二箱体。混合歧管安装到固定支架上，并具有可从第一箱体流入一定量稀释剂的第一入口接口，以及可从第二箱体流入选择性可调节量液体浓缩物的第二入口。一定量的稀释剂和选择性可调节量的浓缩物合并形成混合溶液。混合歧管包含混合溶液出口，且容积泵安装到固定支架上，其上有流通连接到混合溶液出口的抽吸端口。压力端口可流通连接到至少一个喷雾装置上。第二箱体可与第一箱体分开，而不需要移除混合歧管或容积式泵。所述至少一个喷雾装置可以是一个低压喷雾喷嘴或一个装有两个或多个喷嘴的高压喷杆。或者，所述至少一个喷雾装置是低压喷雾喷嘴和装有两个或多个喷杆喷嘴的高压喷杆，而混合流体选择性地流入低压喷嘴或高压喷杆喷出。喷雾器系统可进一步包含将压力端口流通连接到抽吸端口的压力旁通再循环回路。压力旁路再循环回路可选择性地调节流入低压喷嘴混合溶液的流体压力。压力旁路再循环回路可位于容积式泵的内部，也可位于容积式泵周围的外部通路。

本发明的其他目的、优点和新颖方面将在下面的描述中部分阐述，且结合参考附图，对于本发明实施例中的那些特点将是显而易见的。

附图说明

图1是根据本发明一个方面的喷雾器系统的结构图；

图2是图1所示喷雾器系统的分解图；

图3是图1所示喷雾器系统除去稀释液箱体后的前视图；

图4是图3所示喷雾器系统的后视图；

图5是图1所示喷雾器系统内使用的浓缩液箱体的分解图；

图6是图1所示喷雾器系统内使用的浓缩液箱体的截面图；

图7是与图5所示与浓缩液箱体一起使用的管路夹头的截面图；

图8是图7所示管路夹头的分解剖视图；

图9是图1喷雾器系统内使用的混合歧管的俯视图；

图10是图9所示混合歧管的底部视图；

图11是图9和10中所示混合歧管前俯视分解图；

图12是图9和图10中所示混合歧管的底部前视分解图；

图13是沿图9中线13-13截取的混合歧管的截面图；

图14是图9和图13中所示混合歧管内使用的调整盘的局部视图；

以及，图15是根据本发明的一个方面，适用于可变压力喷雾器系统内的压力旁通系统示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，根据本发明的一个方面，喷雾器系统10通常可以包含第一箱体12，固定支架14，第二箱体16，混合歧管38和容积式泵42，例如但不限于，一个隔膜泵。固定支架14可以通过例如机械紧固件18安装到第一箱体12上。为了进一步保证支撑且防止固定支架14在x-z平面中的横向移动，第一箱体12上可设有柄脚20，柄脚20卡在固定支架14上的槽口22内。第二箱体16可以通过例如一根绑带（未示出）安装到第一箱体12和固定支架14上。为此，第二箱体16可设有容纳绑带的凹槽24，第一箱体12可进一步设有绑带固定夹具26，从而抑制第二箱体16在y轴线上的运动。为了使第二箱体16的横向位移最小化（即，在x-z平面中），固定支架14可包含一个或多个向上突起的凸耳28，其可与第二箱体16底面32上的匹配压槽30重合（见图6）。通过这种方式，使用者可松开绑带且不需要工具就可将第二箱体从固定支架14和第一箱体12上取下，例如通过手柄17。绑带固定夹具26还可包含设有喷杆收纳槽36的喷杆收纳部分34，从而当喷杆不使用时，喷杆（未示出）可取放地连接到喷雾器系统10上。继续参考图1和图2，同时参考图3和图4，混合歧管38可通过例如机械紧固件40安装到固定支架14上，且容积式泵42可通过例如机械紧固件44安装到固定支架14上。通过这种方式，每个第二箱体16、混合歧管38和容积式泵42可独立地从固定支架14和第一箱体12上移除。

在使用过程中，第一箱体12包含具有稀释剂接头47的稀释剂出口46，其通过基本不透流体的密封方式与稀释剂管（未示出）的一端连接。稀释剂管道的另一端安装到混合歧管38的第一进口接头48上（参见图9-图13）。第一进口接头48可以包含锥形接头50和肋状部分52，以便以基本不透流体的密封方式紧密地连接稀释剂管道。还可使用可选的软管夹（未示出）来更牢固地将稀释剂管夹紧到凸肋部分52。混合歧管38还可包含第二入口54，连接来自第二箱体16的浓缩物管（未示出）。如图4和图10所示，混合歧管38可包含切口56，其可按要求允许浓缩物管通过混合歧管38的壳体58。固定支架14还可包含凹部60以形成浓缩物管的通道（参见图2和图4）。这样，浓缩物管道的第一端可安装到位于在第二入口54内的接口62上。浓缩物管道可向第二箱体16延伸，其中浓缩物管道的另一端通过浓缩物出口接头64安装到第二箱体16上。

如图5和图6所示，第二箱体16可通过由螺纹口部分21形成的箱体开口19装入所选流体浓缩物。盖子23可拆卸地螺纹连接到开口部分21上，以密封第二箱体16。o形环25还可进一步提高第二箱体16和盖子23之间的流体密封性。为了防止下游管道部件堵塞，开口部分21可进一步在其中装入过滤器元件27。当把流体浓缩物装入第二箱体16时，流体将通过过滤器元件27，从而将比过滤器元件孔径大的颗粒物质从流体中滤出。因此，过滤元件27的孔径应选择为小于下游部件内径最小值，例如将在下文中更详细讨论的调整盘168。

如图7和8所示，为了便于从固定支架14和混合歧管38无工具地移除第二箱体16，浓缩物出口接头64可以是一个快速分离联轴器，大体上由接头壳体66构成，壳体66具有可螺纹连接到位于第二箱体16上相应箱体接头70（见图5）的第一端68。接头壳体66的第一端部68可设有箱体管接头72，其上箱体管接头72包含法兰端74，所述法兰端74突出并紧靠箱体接头70的开口76，使得当接头壳体66拧到箱体接头70上时，箱体管接头72可固定在开口70及接口壳体66的底壁78之间。为了提高箱体接头70和接头壳体66之间的流体密封性，系统使用了一个或多个密封件（诸如o形环80，82）。箱体管接头72的另一端可包含一个或多个倒钩84，其尺寸设计为可紧密连接从箱体管接头72延伸到第二箱体16底壁32附近的浓缩物提取管（未示出）。通过这种方式，液体浓缩物可从第二箱体16中抽出，下文将更详细描述。

如图7和图8所示，接头壳体66的第二端86可包含外螺纹88，该外螺纹可螺纹连接位于在管螺母94的第一端92内的内螺纹90上。第二端86还设有孔96，其尺寸被设计可连接浓缩物管接头100第一端98，通过管螺母94与接头壳体66的螺纹连接浓缩物管接头100的另一端102可包含一个或多个倒钩104，该倒钩104的尺寸适于紧密连接如上所述的浓缩物管一端。浓缩物管接头上的环形凸缘106可接合管螺母94的底座部分95，这样管螺母94可将浓缩物管接头100固定安装到第二箱体16上，管螺母94旋转连接到外螺纹88上，尽可能减少浓缩物管的转动。为了有助于将浓缩液管接头100适当地固定于接头壳体66内，当管螺母94完全拧紧时，环形凸缘106的尺寸也设计成可紧靠在孔96的开口110上。o形环密封件112还可提高浓缩物管接头100和接头壳体66孔96之间的流体密封性。

在本发明的另一方面，孔96可进一步包含一系列台阶114，116，118，由此形成孔内区域96a，114a，116a，118a。浓缩管接头100可位于孔区96a内，使得浓缩物管接头100第一端98的终端120可抵靠在台阶114上。终端120的壁厚可设计成可使浓缩物管接头100的内孔122略小于孔区域114a的直径。通过这种方式，当管螺母94被螺纹连接到接头壳体66上时，终端120部分地封闭孔区域114a，由此塞头126的凸缘端部124可被浓缩物管接头100接合。孔区域114a可对应连接凸缘端部124，而台阶116直径小于法兰端124，这样可防止法兰端124进入孔区域116a。塞头126可进一步包含主体部分128，主体部分128的尺寸设计成可穿过孔区116a，118a，并在其中延伸到第二端130。塞头126的第二端130可包含o形环密封件132，其外径大于孔区域118a的直径。在本发明的一个方面，主体部分128可包含多个间隔开的轴134，轴134上有定位槽136，以让流体穿过塞头126，这将在下文中更详细地讨论。

塞头126可沿接头壳体66的纵向轴线l平移，以选择性地插入或拔出孔区域118a，并控制液体浓缩物从第二箱体16流出到混合基液38上。为此，如图7所示，管螺母94可螺纹连接到接头壳体66上，从而将浓缩物管接头100固定在其中。浓缩物管接头100的末端120接合塞头126的凸缘端124，以限定第二端130与孔区118a间隔开一段距离。在该位置时，从第二箱体16流出的液体可经过箱体管接头72、接头壳体66和浓缩物管接头，流到混合歧管38。

接头壳体66还可包含诸如压缩弹簧138的偏置元件，其可在第一端140处连接凸缘端124并在第二端142处连接台阶118。通过这种方式，管螺母94和浓缩物管接头100的旋紧可压缩弹簧138，从而使势能储存在弹簧138内。拧松管螺母94，从接头壳体66移除浓缩物管接头100，使得弹簧138释放储存的势能，从而使得塞头126沿着箭头144指示的方向沿纵向轴线l移动。塞头126继续移动直到o形环132接触接头壳体66的表面146，这样o形环132和塞头126第二端130填满了孔区域118a。这样，流体浓缩物不再流入浓缩物管接头100，第二箱体16可基本实现防泄漏。之后可如上文所述将第二箱体16从固定支架14上移除，其中储存液体浓缩物的损失最小或不损失。

根据本发明的一个方面，在如上所述移除第二箱体16之后，可将替换的第二箱体（未示出）安装到固定支架14上。随后，管螺母94和浓缩物管连接器100可以是通过螺纹连接到如上所述的替换的第二箱体接头壳体上（类似于接头壳体66）。之后，接头壳体内的塞头可打开，以允许如上所述替换的第二箱内的替代液体浓缩物输送到混合歧管38。在本发明的另一方面，可用水装入替换的第二箱体，以便能在不同喷洒化学物质之间冲洗系统，从而减少化学物质的交叉污染或错误施用。所以，喷雾器系统10可实现选择性地喷射任何数量的各种液体浓缩物，仅需要移除和更换选定的第二箱体并重新安装管螺母94和浓缩管连接器100。各个第二箱体内存放的浓缩液很少，少到几乎没有泄漏风险，从而减少浓缩物的浪费。此外，由于第二箱体不需要清空，并不需要每次喷洒新的浓缩液时都清洗并重新灌装，因此用户接触浓缩液的可能性降至最低。

如图9-图13所示，是混合歧管38的各种视图。可以看到，混合歧管38的壳体58通常可由上部壳体148和下部壳体150组成。歧管支撑构件152可插入在上下壳体148，150之间。为此目的，下部壳体150的内角可包含接头154，接头154的尺寸使得歧管支撑构件152上的相应卡脚156卡入相应接头154上。上部壳体148可包含相应的凸角158，其尺寸被设计成在其中可卡入相应卡脚156。每个凸脚158还可包含凹口160，用于让歧管支撑构件152上的相应卡脚162穿过其中。通过这种方式，歧管支撑构件152可以牢固地固定在歧管壳体58内，约束定位以防止横向和扭转。如上所述，歧管支撑构件152包含形成接口62的第二入口54。歧管支撑构件152可进一步包含一个弹簧腔164，其尺寸设计成可容纳止动弹簧166，下文将更详细讨论。

混合歧管38还可包含可旋转地安装在歧管支撑构件152顶上的调整盘168，由调整盘168形成的中心孔170可让歧管支撑构件152上的凸台172穿过。调整盘168可被上部壳体148覆盖，其中上部壳体148包含一个或多个穿过其中的开口174，使得调整盘168的外周上一部分可由使用者连接，以便选择性地使调整盘168围绕凸台172旋转。同时如图14所示，调整盘168可进一步形成外部环形系列的间隔开孔，例如流量计量孔176a-176h。相邻流量计量孔176a-176h的孔径逐个增大。在使用过程中，孔176a-176h中的一个与由接头62形成的内孔178对齐。弹簧63可使接口62抵靠在调整盘168上，从而在接头62和调整盘168之间形成流体密封。这样，用户可选择性地控制通过调整盘168的液体浓缩物的流量，这将在下文更详细地讨论。

调整盘168还可进一步形成内部环形系列的间隔通孔，例如弹簧止动倒角孔180a-180h。每个相应的弹簧止动孔180a-180h设计成与其相应的流量计量孔176a-176h径向对齐。在使用过程中，180a-180h中选定的一个孔与弹簧腔164对齐，通过推动弹簧腔164内止动弹簧166一部分，将诸如滚珠轴承182的正止动件，推入选定的弹簧止动孔180a-180h中。通过这种方式，使用者可凭借滚珠轴承182落位与否来判别所选流量计量孔176a-176h是否正确对准。为了改变添加到稀释剂浓缩液量，使用者可旋转调整盘168，其可向下施加抵靠滚珠轴承182的力，将止动弹簧166压入弹簧腔164内。调整盘168然后可进一步旋转，直到所需的流量计量孔176a-176h与接口62的内孔178对准，滚珠轴承182卡入所需弹簧止动孔180a-180h内。如图14所示，调整盘168还可包含邻近相应流量计量孔176a-176h的相应标记184a-184h。标记184a-184h可与相应的流量计量孔176a-176h的相应直径相关，以便向使用者提供视觉指示，明确当前流量计量孔176a-176h中哪一个与接口62内孔178对齐。

如图13所示，混合歧管38可包含流体通道186，其中流体通道186的第一端188上形成内螺纹190，内螺纹190可与第一入口接口48的歧管一端194上相应的外螺纹192匹配连接。流体通道186可类似地形成内螺纹198，内螺纹198可与歧管出口接头204的歧管一端202上相应的外螺纹200匹配连接。流体塞头206可插入流体通道186内，接近内螺纹190的内部范围。流体通道186可进一步设有台阶208，可阻止流体塞头206沿着箭头210指示方向的过度移动。通过这种方式，第一入口接头48上的孔212可与流体塞头206上纵向孔214的纵向轴线p对齐，这样，一定流量的稀释剂从第一箱体12流出后，通过第一入口接头48，进入到流体塞头206。

进一步如图13所示，流体塞头206可进一步包含径向延伸孔216，其可与流量计量孔176a-176h中的一个和接头62的内孔178对齐。这样，使用者选择的浓缩液流量可从第二箱体16中流入，之后，所选流量的液体浓缩物与通过第一入口48流入的一定流量的所述稀释剂混合并稀释。流体塞头206上还可设有环形凹槽218，该环形凹槽218与混合歧管38的内表面220形成流体密封通道。环形凹槽218与径向延伸的孔216重合，使得流体浓缩物仍可流过径向延伸的孔216，进入纵向孔214，除非径向延伸的孔216与流量计量孔176a-176h和内孔178中的一个不重合。流体通道186可进一步形成混合室222，该混合室222可在混合流体通过歧管出口204流出之前进一步促进稀释剂和流体浓缩物的混合。

如图3和图4所示，歧管出口管（未示出）可将歧管出口接口204与容积式泵吸入端口224流通连接。通过这种方式，在容积式泵42的吸入冲程时，混合流体从混合歧管38吸入泵体42。如上文所述，混合流体是其中加入了使用者所需流量液体浓缩物的恒定流量稀释剂。随后，在泵42的压力冲程时，混合流体被挤出容积泵42的压力端226。压力端口226可以流通连接到喷洒装置上，例如喷杆或喷杆喷洒器（未示出）。为了防止混合流体通过第一入口接口48回流到第一箱体12中，第一入口接口48可包含止回阀228（参见图13）。这样，容积泵42可循环交替地从混合歧管38抽取混合流体，并通过连接的喷雾器排出该混合流体，其中设定的浓缩液稀释浓度易通过使用者对调整盘168的操作进行调整。本领域技术人员应该理解，容积式泵42可由任何合适的动力源供电，例如通过专用电池或通过与车辆（例如，atv或高尔夫球车）电池接线供电。

如图15所示，喷雾器系统10'可以是可变压力喷雾器。喷雾器系统10'可以包含第一箱体12和第二箱体16，其每个都流通连接至混合歧管38上，如上文关于喷雾器系统10所述。如上文所述，单向阀228可设置在混合歧管38与第一箱体12之间，以防止混合流体回流进入第一箱体12。混合流体可通过容积泵42的作用从混合歧管38抽出，由此混合流体通过压力端口226输出。之后，混合流体可选择性地输送到喷嘴230（例如手持式喷雾器）或输送到安装有多个喷嘴234的喷杆232上。

根据本发明的一个方面，可通过一个选择阀236，选择性地控制流向喷嘴230或喷杆232的流量。每个喷杆喷嘴234处的流量控制也可通过相应的球阀238进一步控制。喷嘴230还可包含减压阀240，其精确控制进入喷嘴230的混合流体压力，从而防止或最大程度降低对喷嘴230的损坏。

容积泵42可包含将压力端口226与吸入端口224流体耦合的压力旁通再循环回路242。压力旁通再循环回路242可用以降低输送到喷嘴的混合流体压力，同时还使来自第一箱体12或第二箱体16的混合流体保持分离。压力旁通再循环回路242可以位于容积泵42的内部，也可以是在容积泵42外部的压力旁路回路。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。