распылительное дозирующее устройство, в котором использованы спиральные каналы для направления воздуха и эффект бернулли
Классы МПК: | B05B11/04 путем деформации резервуара для жидкости или других текучих веществ |
Автор(ы): | ШУЛЬТЦ Роберт С. (US), МИЛЛЕР Филип М. (US) |
Патентообладатель(и): | ЭМСАР Инк. (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-03-09 публикация патента:
10.06.2004 |
Предлагается распылительное дозирующее устройство, которое может быть использовано с емкостями, не находящимися под давлением. Устройство содержит каналы для направления потоков воздуха, разбивает поток жидкости на капли и распыляет ее через сопло в виде мелкодисперсного факела распыла. Кольцевой канал для направления воздуха концентрично расположен вокруг канала для подачи жидкости и воздух направляется через спиральные каналы для направления воздуха, где кольцевому потоку воздуха придается вращательное движение как результат спиральных лопастей, образующих спиральные каналы для направления воздуха. Скорость воздуха, проходящего мимо выпускного отверстия канала для подачи продукта, создает также эффект Бернулли, который уменьшает давление у этого отверстия, способствующее втягиванию жидкости к распылительному соплу. Устройство может содержать погружную трубку для жидкости, которая предусмотрена с обратным клапаном для удержания жидкости на высоком уровне в погружной трубке после каждого цикла распыления, так что распыление начинается почти мгновенно после приведения устройства в действие. Для закрывания сопла с целью предотвращения высыхания продукта в канале для подачи продукта может быть использовано несколько вариантов осуществления запорных клапанов, совершающих возвратно-поступательное движение. Технический результат изобретения является обеспечение возможности получения различных размеров выпускного отверстия для направления воздуха, чтобы в соответствии с этим регулировать влажность или сухость результирующего факела распыла путем изменения соотношения в факеле распыла жидкости и воздуха. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Распылитель бутылки-пульверизатора, образующий факел распыла жидкость-воздух, содержащий поддающуюся сжатию бутылку, содержащую некоторый объем жидкости и воздуха выше жидкости; погружную трубку, проходящую в объем жидкости; корпус распылителя, имеющий распылительное сопло; канал для подачи жидкости, сообщающийся с погруженной трубкой и распылительным соплом; канал для направления воздуха, который сообщается с внутренней областью бутылки, содержащей объем воздуха, и с распылительным соплом; и множество спиральных лопастей, расположенных в канале для направления воздуха и образующих спиральные каналы, причем спиральные лопасти создают вращательное движение воздуха в этих спиральных каналах, а канал для подачи жидкости встречается с указанными спиральными каналами для направления воздуха вблизи распылительного сопла.2. Распылитель по п.1, в котором множество лопастей расположено под углом к радиусу корпуса распылителя.3. Распылитель по п.1, в котором канал для подачи жидкости заканчивается в отверстии канала для подачи жидкости и в котором поток воздуха, проходящий мимо отверстия канала для подачи жидкости, приблизительно перпендикулярен отверстию, создавая в соответствии с этим пониженное давление у отверстия.4. Распылитель по п.1, дополнительно содержащий клапан, причем клапан ограничивает часть канала для подачи жидкости и закрывает распылительное сопло в закрытом положении клапана.5. Распылитель по п.4, в котором клапан является клапаном, выполненным с возможностью скольжения.6. Распылитель по п.5, в котором клапан содержит шток, который в закрытом положении клапана выступает в распылительное сопло.7. Распылитель по п.5, в котором клапан содержит корпус скольжения, в котором скользит клапан.8. Распылитель по п.1, дополнительно содержащий обратный клапан, расположенный между погружной трубкой и каналом для подачи жидкости.9. Распылитель по п.8, в котором обратный клапан является шаровым обратным клапаном, содержащим шар.10. Распылитель по п.9, в котором шаровой обратный клапан содержит прорези, расположенные выше шара.11. Распылитель по п.1, в котором канал для направления воздуха содержит отверстие для направления воздуха, причем размер отверстия для направления воздуха контролирует влажность факела распыла из распылительного сопла.12. Распылитель бутылки-пульверизатора, образующий факел распыла жидкость-воздух, содержащий поддающуюся сжатию бутылку, содержащую некоторый объем жидкости и воздуха выше жидкости; погружную трубку, проходящую в объем жидкости; корпус распылителя, имеющий распылительное сопло; канал для подачи жидкости, сообщающийся с погружной трубкой и распылительным соплом, причем канал для подачи жидкости заканчивается в отверстии канала для подачи жидкости; канал для направления воздуха, причем канал для направления воздуха сообщается с внутренней областью бутылки, содержащей объем воздуха, а также сообщается с распылительным соплом, при этом поток воздуха из канала для направления воздуха к каналу для подачи жидкости приблизительно перпендикулярен отверстию канала для подачи жидкости.13. Распылитель по п.12, дополнительно содержащий множество лопастей в канале для направления воздуха.14. Распылитель по п.13, в котором множество лопастей расположено под углом к радиусу корпуса распылителя.15. Распылитель по п.12, дополнительно содержащий клапан, причем клапан ограничивает часть канала для подачи жидкости и закрывает распылительное сопло в закрытом положении клапана.16. Распылитель по п.15, в котором клапан является клапаном, выполненным с возможностью скольжения.17. Распылитель по п.16, в котором клапан содержит шток, который в закрытом положении клапана выступает в распылительное сопло.18. Распылитель по п.16, в котором клапан содержит корпус скольжения, в котором скользит клапан.19. Распылитель по п.12, дополнительно содержащий обратный клапан, расположенный между погружной трубкой и каналом для подачи жидкости.20. Распылитель по п.19, в котором обратный клапан является шаровым обратным клапаном, содержащим шар.21. Распылитель по п.20, в котором шаровой обратный клапан содержит прорези, расположенные выше шара.22. Распылитель по п.12, в котором канал для направления воздуха содержит отверстие для направления воздуха, причем размер отверстия для направления воздуха контролирует влажность факела распыла из распылительного сопла.Описание изобретения к патенту
ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯНастоящее изобретение относится в общем к устройствам, предназначенным для распыления жидких веществ. Более конкретно, настоящее изобретение относится к высокоэффективным дозирующим устройствам, предназначенным для применения с емкостями-пульверизаторами.ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИХотя распылители бутылок-пульверизаторов уже находят применение в течение многих лет, такие распылители могут быть в значительной степени заменены на длительный период времени дозирующими емкостями, находящимися под избыточным давлением. Один дозатор бутылки-пульверизатора, который нашел применение в качестве замены емкостей, находящихся под избыточным давлением, описан в патентах США №5183186 и №5318205. В этих патентах описана дозирующая бутылка-пульверизатор, в которой канал для направления воздуха и канал для подачи продукта (то есть жидкого вещества) встречаются в конической смесительной камере. В устройстве, соответствующем этому изобретению, коническая конфигурация смесительной камеры направляет воздушный поток под углом к потоку жидкости, что приводит к турбулентности жидкости в смесительной камере. Эта турбулентность разбивает поток жидкости на капли и хорошо перемешивает их с воздухом. В результате этого из сопла выталкивается вперед мелкодисперсный факел распыла жидкости.Другим патентом, который относится к бутылкам-распылителям, является патент США №5273191. В этом патенте также описана бутылка-пульверизатор, в которой для перемешивания воздуха и жидкости использована коническая смесительная камера. В этом устройстве использованы различные клапанные устройства, включающие в себя клапанные уплотнения для регулирования потока жидкости, подаваемого к смесительной камере, и для регулирования потока воздуха, направляемого к смесительной камере, и в бутылке-пульверизаторе. Кроме того, в этом патенте описан смещенный клапанный элемент, который открывает и закрывает канал для подачи жидкости в ответ на давление в канале для подачи жидкости.КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯЗадачей настоящего изобретения является обеспечение распылительного дозирующего устройства, предназначенного для применения с емкостью, которая не находится под избыточным давлением (например, с бутылкой-пульверизатором), которое очень эффективно распыляет жидкое вещество, хранимое в емкости.Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение распылительного дозирующего устройства, которое позволяет получить факел распыла, имеющий круглую и симметричную колоколообразную конфигурацию, в котором образуется меньший размер частиц, и которое образует широкую конфигурацию факела распыла.Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного клапанного механизма для канала распыляемой жидкости дозирующей бутылки-пульверизатора.Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного механизма закрывания, предназначенного для закрывания дозирующего отверстия дозирующей бутылки-пульверизатора для того, чтобы в соответствии с этим уменьшить высыхание и засорение сопла.В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается распылительное дозирующее устройство, имеющее погружную трубку, которая может проходить в емкость, например, в бутылку-пульверизатор, удерживая некоторое количество жидкости. Верхняя часть погружной трубки соединена с узлом шарового обратного клапана, имеющим шар, который обычно лежит на верхней части канала ограниченного диаметра. Прорези, выполненные выше шарового обратного клапана, ограничивают движение шарового обратного клапана вверх в процессе распыления, а также обеспечивают возможность более хорошего прохождения потока жидкости. Канал для направления воздуха в распылительном дозирующем устройстве может соединять внутреннюю область бутылки со спиральными каналами для направления воздуха в дозирующем устройстве. Отдельный канал для подачи продукта проходит от верхней части шарового обратного клапана к точке, расположенной смежно спиральным каналам для направления воздуха, и направлен к распылительному соплу. Канал для направления воздуха представляет собой кольцевой канал, который концентрично расположен вокруг части канала для подачи продукта, ведущей к спиральным каналам для направления воздуха.При сжатии бутылки результирующее давление побуждает воздух проходить в спиральные каналы для направления воздуха, а жидкость подниматься вверх по погружной трубке. Жидкость заставляет открываться шаровой обратный клапан и направляется к спиральным каналам для направления воздуха. Одновременно с этим воздух побуждается для прохождения через кольцевой канал для направления воздуха. Кольцевой поток воздуха сходится и сталкивается с проходящим в середине потоком жидкости после отклонения спиральными лопастями, ограничивающими спиральные каналы для направления воздуха, в точке, которая находится вблизи распылительного сопла. Это вызывает особенно эффективное распыление жидкости и мелкодисперсный факел распыла выходит через сопло. Кроме того, скорость воздуха, проходящего через выпускное отверстие из канала для подачи жидкого продукта, вызывает понижение давления в этом выпускном отверстии как результат эффекта Бернулли, который побуждает втягивание жидкости из дозирующей емкости в область, находящуюся вблизи спиральных каналов для направления воздуха. Полученный в результате факел распыла имеет симметричную и круглую конфигурацию, причем капли жидкости в факеле распыла имеют в нем симметричное распределение, которое обычно имеет колоколообразную криволинейную форму. Конфигурация факела распыла шире, чем у устройств известного уровня техники, а размер капель жидкости - меньше.При снятии давления с бутылки, шар падает вниз на канал ограниченного диаметра, захватывая в соответствии с этим продукт в погружной трубке. Таким образом, продукт будет удерживаться в погружной трубке на высоком уровне, выше уровня жидкости в бутылке, готовым к следующему циклу сжатия. В этом случае исключается время задержки, которое обычно имеет место перед распылением.Канал для подачи продукта образован в клапане, который расположен в корпусе распылительного дозирующего устройства. Клапан может быть выгодно образован как перемещаемый вперед-назад клапан, который открывает и закрывает дозирующее отверстие. В закрытом положении клапана, отверстие, дозирующее продукт, полностью закрыто, препятствуя в соответствии с этим поступлению воздуха во внутреннюю область бутылки-пульверизатора или канала для подачи жидкости. По этой причине такое закрывание дозирующего отверстия уменьшает потенциальное высыхание жидкого продукта в канале для подачи жидкости или в бутылке-пульверизаторе, которое в результате может привести к засорению сопла.В соответствии с настоящим изобретением при формовании могут быть получены различные размеры выпускного отверстия для направления воздуха, чтобы в соответствии с этим регулировать влажность или сухость результирующего факела распыла путем изменения соотношения в факеле распыла жидкости и воздуха.КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙДругие задачи и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из подробного описания, сделанного со ссылкой на прилагаемые сопроводительные чертежи, иллюстрирующие один из вариантов осуществления настоящего изобретения, причем на сопроводительных чертежах аналогичными ссылочными номерами указаны аналогичные детали, и формулу изобретения.Фиг.1 - разрез устройства первого варианта осуществления дозирующего распылителя бутылки-пульверизатора, соответствующего настоящему изобретению.Фиг.2 - поперечное сечение, сделанное по линии II-II, показанной на фиг.1, спиральных каналов для направления воздуха варианта осуществления, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрируемого на фиг.1.Фиг.3 - разрез устройства второго варианта осуществления дозирующего распылителя бутылки-пульверизатора, соответствующего настоящему изобретению.Фиг.4 - разрез устройства третьего варианта осуществления дозирующего распылителя бутылки-пульверизатора, соответствующего настоящему изобретению.Фиг.4а - поперечное сечение, сделанное по линии А-А, показанной на фиг.4.ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙКак показано на фиг.1, распылительное дозирующее устройство, соответствующее настоящему изобретению, содержит поддающуюся сжатию бутылку 1, содержащую некоторое количество жидкости или другого текучего материала. Поддающаяся сжатию бутылка 1 может быть выполнена из любого пригодного упругого пластичного материала, известного на предшествующем уровне техники.Корпус распылительного дозирующего устройства или корпус 17 распылительного дозирующего устройства выполнен с возможностью монтажа поверх горла 5 бутылки 1. Корпус 17 распылительного дозирующего устройства содержит погружную трубку 3, которая имеет такие размеры, чтобы ее нижний открытый конец располагался вблизи дна бутылки 1, когда распылительное дозирующее устройство смонтировано на бутылке 1. В верхний конец погружной трубки 3 входит ограниченный канал 6 шарового обратного клапана 7. Ограниченный канал 6 сообщается с погружной трубкой 3 так, чтобы позволять жидкости проходить через нее. Внутренний диаметр ограниченного канала 6 меньше диаметра шара 8 шарового обратного клапана 7, так что шар 8 обычным образом лежит поверх ограниченного канала 6. Когда шар 8 находится в этом положении, шаровой обратный клапан 7 закрыт, так что верхний конец погружной трубки 3 также закрыт. Внутренний диаметр остального шарового обратного клапана 7 больше диаметра шара 8. В этом случае шар 8 свободен перемещаться вверх в ответ на перемещение вверх жидкости в погружной трубке для открывания шарового обратного клапана 7.В верхнюю часть шарового обратного клапана 7 вставлена коаксиально расположенная подающая трубка 9, которая обеспечивает возможность прохождения жидкости из ограниченного канала 6 к клапану 10. Подающая трубка 9 имеет внутренний диаметр, который меньше диаметра шара 8 для того, чтобы ограничивать перемещение шара 8 в вертикальном направление вверх. Конец подающей трубки 9 имеет ряд радиальных прорезей 100, разнесенных по периферии. Прорези 100 обеспечивают возможность свободного прохождения потока жидкости через шаровой обратный клапан 7 к подающей трубке 9, когда шар 8 перемещается вверх в ответ на перемещение жидкости в направлении вверх. По этой причине подающая трубка 9 расположена на небольшом расстоянии выше шара 8, так что шар 8 свободен перемещаться вверх для открывания шарового обратного клапана 7.Для простоты конструкции подающая трубка 9 выполнена как удлинение стенки 11 клапана корпуса 17. Подающая трубка 9 стенки 11 клапана может сообщаться с каналом 12 для подачи продукта в клапане 10, когда клапан 10 находится в открытом положении. Стенка 11 клапана предусмотрена также с отверстием 13 для направления воздуха, которое сообщается с кольцевым каналом 14 для направления воздуха. Как показано на фиг.1, кольцевой канал 14 для направления воздуха ограничен как промежуток между корпусом клапана 10 и стенками 11 и 18 клапана, так что он концентрично расположен вокруг части канала 12 для подачи продукта, проходящем в осевом горизонтальном направлении, который ведет к спиральным каналам 15 для направления воздуха. Клапан 10 может быть установлен с возможностью поворота в полости, расположенной между стенками 11 и 18 клапана корпуса 17 распылительного дозирующего устройства.Концевые части 19 и 20 стенок 11 и 18 клапана, соответственно, ограничивают стенки каналов, на которые будет делаться ссылка как на спиральные каналы 15 для направления воздуха. Часть канала 12 для подачи продукта ведет к спиральным каналам 15 для направления воздуха, проходящим в общем в осевом направлении. Канал 12 для подачи продукта предпочтительно заканчивается выпускным отверстием 300, расположенным на одном конце спиральных каналов 15 для направления воздуха. Как показано на фиг.1, кольцевой канал 14 для направления воздуха расположен концентрично вокруг части канала 12 для подачи продукта, которая ведет к спиральным каналам 15 для направления воздуха в осевом направлении. Концевые части 19 и 20 ограничивают распылительное сопло 16 на концах спиральных каналов 15 для направления воздуха и против выпускного отверстия 300 канала для подачи продукта.Спиральные каналы 15 для направления воздуха ограничены рядом спиральных лопастей 200. Спиральные лопасти 200 предпочтительно расположены под углом
Класс B05B11/04 путем деформации резервуара для жидкости или других текучих веществ