靜電噴射噴嘴組件的制作方法
【專利摘要】一種空氣輔助的靜電液體噴射噴嘴組件，其具有較長的細長噴嘴主體，該細長噴嘴主體具有噴射尖端和設置在噴嘴主體的下游端的環繞的空氣帽。噴射噴嘴組件包括用于連接到高壓電源的上游電極、細長供給管、電增強針和噴射尖端，上游電極、細長供給管、電增強針和噴射尖端通過空氣帽固定并且被保持為相對于彼此導電，以使得流經電極的液體通道、供給管的液體通道、針的液體通道和噴射尖端的液體通道的液體以帶靜電的液體粒子的型式排出。空氣帽可被移除以允許對噴射尖端、針和液體供給管容易地進行維修和替換。
【專利說明】靜電噴射噴嘴組件
[0001]相關申請的交叉引用
本專利申請要求2013年9月20日提交的申請號為61/880，238的美國專利申請的權益，現通過引用將該美國專利申請并入本專利申請中。
技術領域
[0002]本發明一般涉及噴射噴嘴組件，且更具體地涉及靜電噴射噴嘴組件，該靜電噴射噴嘴組件對從噴射噴嘴噴出的液體靜電充電以促進液體粒子的分解(breakdown)和分配。
【背景技術】
[0003]靜電噴射噴嘴組件在各種制造工藝中被利用以噴射涂料、潤滑液體和其他液體。為了在期望的噴射應用中產生被充分分解液體粒子，經常需要進一步利用壓縮空氣。
[0004]在一些裝置中，噴射噴嘴組件需要具有比較長的噴嘴主體，該噴嘴主體在排出端具有噴射噴嘴，該排出端的位置與液體輸入口，壓縮霧化空氣輸入口和用于噴射噴嘴組件的高壓電纜接口的距離相對較遠。在這樣的裝置中，噴射噴嘴組件難以被適當地裝配，安裝并維修。此外，不適當或者不精確地裝配這樣的噴射噴嘴和充電電極可導致高壓泄漏，其顯著地影響噴嘴操作的操作效率。
【發明內容】
[0005]本發明的其中一個目的是提供一種壓縮空氣輔助的靜電噴射噴嘴組件，該靜電噴射噴嘴組件適于更有效且可靠的操作。
[0006]本發明的另一個目的是提供一種噴射噴嘴組件，該噴射噴嘴組件具有比較長的細長圓筒或者噴嘴主體以使其更易于裝配，安裝和維修。
[0007]本發明的進一步的目的是提供一種靜電噴射噴嘴組件，該靜電噴射噴嘴組件具有相對簡單的結構，以有助于經濟地制造。
[0008]在閱讀以下的說明書并且參考附圖后，本發明的其他目的和優勢將變得明顯，其中。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據本發明的示例性噴射噴嘴組件的側視圖；
圖2是取自圖1的線2-2的平面的示例性噴射噴嘴組件的垂直剖面圖；
圖3是示例性噴射噴嘴組件的輸入頭部的局部放大剖視圖；
圖4是示例性噴射噴嘴組件的排出端的局部放大剖視圖；以及圖5是取自圖4的線5-5的平面的噴射噴嘴組件的局部橫向剖面圖。
[0010]雖然本發明允許各種各樣的修改和替代的設計，但是在附圖中顯示了并且將在下文詳細描述本發明特定的示例性實施方式。然而，應當理解的是，所公開的具體形式并不旨在限制本發明。相反地，本發明涵蓋所有的落入本發明的精神和范圍的修改，替代的設計以及等同的實施方式。
【具體實施方式】
[0011]現在更具體地參考附圖，其顯示有根據本發明的示例性壓縮空氣霧化靜電噴射噴嘴組件10。該示例性噴射噴嘴組件10包括液體和高壓輸入頭部11、從輸入頭部11向下游延伸的細長噴嘴圓筒或主體12以及位于細長噴嘴主體12的下游端的排出噴嘴組件14。可以理解的是，噴嘴主體12的長度相對于其直徑可以較長，以使得噴射噴嘴組件10能夠被安裝在加工容器或類似物的壁，并且排出噴嘴組件14位于容器內以及輸入頭部11遠遠地位于容器的外側。實際上，細長噴嘴主體12的長度可以是噴嘴主體12的直徑的10倍或多于10倍。細長噴嘴主體12的長度可長達12英寸或者更長。
[0012]在本實施例中，輸入頭部11為圓柱形的形式，其由塑料或者其他非導電材料制成，并形成有徑向液體輸入通道16。該徑向液體輸入通道16接收連接到加壓液體供給的液體輸入管件18并且與液體輸入管件18連通。輸入頭部11形成有位于徑向液體輸入通道16下游的徑向壓縮空氣霧化輸入通道19，徑向壓縮空氣霧化輸入通道19接收連接到合適的壓縮空氣供給的進氣接頭20并且與進氣接頭20連通。輸入頭部11還具有位于徑向液體輸入通道16上游的徑向通道21，徑向通道21接收管件22，管件22用于固定連接到高壓電源的高壓電纜24。高壓電纜24具有延伸進入通道21以與電極28鄰接電接觸的端部24a，其中電極28被軸向地支撐在輸入頭部11中并且向液體輸入通道16的下游延伸。
[0013]為了使液體能夠通過輸入頭部11，電極28形成有內部軸向通道29，該內部軸向通道29與液體輸入通道16連通并且通過電極28向下游延伸。在本實施例中，電極28形成有在液體輸入通道16與內部軸向通道29之間連通的多個徑向通道30。所示的電極28具有下游的向外延伸徑向轂31，向外延伸徑向轂31適配在輸入頭部11的沉孔中，沉孔和向外延伸徑向轂31之間插有O形密封環32。
[0014]在實施該實施方式的過程中，細長主體12包括由塑料(例如聚醚酰亞胺(商品名稱))或者其他合適的非導電材料制造的外圓柱主體部35。外圓柱主體部35具有螺紋地接合在輸入頭部11的螺紋孔中的上游端35a，外圓柱主體部35和輸入頭部11之間插有O形密封環36。由不銹鋼或者其他導電金屬制成的液體供給管38軸向地延伸穿過外圓柱主體部35，以限定用于在軸向電極液體通道29與排出噴嘴組件14之間傳送液體的液體流動通道39，并且限定在液體供給管38與外圓柱主體部35之間的環形噴霧空氣通道40。凸出在外圓柱主體部35的螺紋輸入端35a上的液體供給管38的上游端導電地適配在位于電極轂31中的向下開放圓柱孔45中。隨著電極28通過高壓電纜24而被帶電，供給到輸入通道16的液體將在其沿細長噴嘴主體12的整個長度在通過電極通道29和液體供給管38的過程中帶電。在本實施例中，壓縮空氣通過在液體供給管38的上游端附近的徑向壓縮空氣輸入通道19，然后進入在液體供給管38與外圓柱主體部35之間的環形空氣通道40。
[0015]在該實施方式中，液體供給管38與電極28保持精密可靠的電接觸，以有效地使液體從輸入頭部11通過細長噴嘴主體部到噴射噴嘴12的整個通道中帶電。為此，排出噴嘴組件14包括具有上游圓柱部51的噴射尖端50，上游圓柱部51環繞液體供給管38的下游端，且上游圓柱部51與液體供給管38的下游端之間插有O形密封環52。噴射尖端50包括向內漸縮或者錐形的中間部54和下游圓柱鼻部56，下游圓柱鼻部56限定了噴射尖端50的圓柱流動通道55和液體排出孔口 58。在本實施例中，噴射尖端50具有從上游圓柱部51向外延伸的分段式徑向固定凸緣58，該分段式徑向固定凸緣58限定多個空氣通道57。
[0016]為了將液體從供給管38引導進入并通過噴射尖端50且同時持續地使得液體在其被引導通過噴射尖端50時帶靜電，導電的針單元60被支撐在噴射尖端50中且與供給管38的下游端導電地鄰接。在本實施例中，針單元60包括上游圓柱轂部61，上游圓柱轂部61形成有支撐在噴射尖端50的中間圓錐部54中的下游圓錐壁部62。圓柱轂部61形成有多個周向間隔的徑向液體流動通道62，徑向液體流動通道62連通在液體供給管38和噴射尖端流動通道55之間。可以看出的是，當導電的針單元60位于噴射尖端50中時，其物理地支撐和鄰接液體供給管38的下游端。
[0017]為了將電荷集中在從噴射尖端排出的液體上，針單元60具有向下延伸的中心電極針64，中心電極針64被支撐為與噴射尖端通道55同軸，以使得液體排出孔口 58環狀地圍繞電極針64設置。電極針64具有逐漸變細的尖端64，尖端64延伸超過環形噴射尖端排出孔口58的一定距離(例如在大約1/4到1/2英寸之間)。本領域技術人員將理解，液體在其排出噴射尖端50時與凸出的電極針64的接觸的增加進一步提高了在排出的液體上的電荷集中度，以提高液體粒子的分解和分配。
[0018]在該實施方式中，排出噴嘴組件14包括圍繞噴射尖端50設置的空氣帽70，空氣帽70限定環繞噴射尖端50的環形霧化空氣通道71并且將噴射尖端50、針單元60和液體供給管38保持為相對于彼此組合和導電。在本實施例中，空氣帽70限定環繞噴射尖端50的下游端的圓錐壓縮空氣流動通道部71a，圓錐壓縮空氣流動通道部71a通過在噴射尖端固定凸緣58中的周向間隔的空氣通道57與位于液體供給管38和外圓柱主體部35之間的環形噴霧空氣通道40連通，從而引導壓縮空氣排出流環繞噴射尖端鼻部56通過環形排出孔口 73，并且引導液體從噴射尖端的液體排出孔口58排出。為了使得噴射噴嘴的內部部件保持在裝配好的關系，空氣帽70具有與外圓柱部35的下游外螺紋端螺紋接合的上游圓柱端75。空氣帽70具有沉孔76，沉孔76用于接收并且支撐噴射尖端50的分段式徑向凸緣58，以支持噴射尖端50并因此針單元60和液體供給管38與上游電極28導電。
[0019]應當理解的是，基于設置在噴射噴嘴組件的排出端的空氣帽70，在空氣帽70從外圓柱主體部35脫離和移除后，噴射尖端50，針單元60和液體供給管38能夠容易地裝配和移除，而無需將外圓柱主體部35從輸入頭部11拆卸。因此，空氣帽70不僅限定霧化空氣通道，而且支撐液體供給管38和針單元60與輸入頭部11中的電極28電接觸，以使得當從外圓柱主體部35擰下空氣帽70時，可允許容易地接入噴射噴嘴組件10的內部部件以進行維修和/或替換。
【主權項】
1.一種靜電噴射噴嘴組件，包括: 輸入頭部，該輸入頭部由非導電材料制成， 細長中空噴嘴主體，該細長中空噴嘴主體通過所述由非導電材料制成的所述輸入頭部支撐， 所述輸入頭部具有用于連接到液體供給的液體輸入口， 電極，該電極被支撐在所述頭部中以用于連接到高壓電源， 所述電極具有與所述液體輸入口連通的液體通道， 細長供給管，該細長供給管由導電材料制成，且設置在所述細長噴嘴主體中，該細長供給管具有與所述電極的液體通道連通的液體通道， 所述供給管和所述細長噴嘴主體限定具有壓縮空氣輸入口的空氣流動通道，所述壓縮空氣輸入口用于連接壓縮空氣源， 噴嘴尖端，該噴嘴尖端由導電材料制成，且位于所述噴嘴主體的下游端，該噴嘴尖端具有與所述供給管的液體通道連通的液體通道和用于從所述噴射噴嘴組件排出液體的排出孔口， 空氣帽，該空氣帽被固定到所述細長噴嘴主體的下游端以將所述噴射尖端，液體供給管和電極固定并保持為相對于彼此導電，從而當所述電極連接到高壓電源后，使得流經所述電極的液體通道、供給管的液體通道和噴射尖端的液體通道的液體帶電，并從所述噴射尖端以帶靜電的液體粒子的型式排出，以及 所述空氣帽限定圍繞所述噴射尖端的空氣流動通道，該空氣流動通道與由所述供給管和噴嘴主體限定的所述空氣通道連通并且具有空氣排出孔口，壓縮空氣從該空氣排出孔口被引導圍繞所述帶靜電的液體粒子的型式從所述噴嘴尖端排出。2.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述空氣帽可移除地固定到所述噴嘴主體，以便當所述空氣帽被移除后，所述噴射尖端和供給管能夠從所述噴嘴主體的下游端從所述噴嘴主體移除。3.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴嘴主體具有細長的長度，該細長的長度為所述噴嘴主體的直徑的至少十倍。4.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴嘴主體具有至少十二英寸的細長的長度。5.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，包括設置在所述噴射尖端中并且設置為導電地置于所述噴射尖端和供給管之間的針，所述針具有在所述供給管和噴射尖端的液體通道之間連通的液體通道，并且所述針具有同軸地位于所述噴射尖端通道中并且從所述噴射尖端排出孔口向外凸出的下游電極針，以提高從所述噴射尖端排出的液體的靜電電荷。6.根據權利要求5所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴射尖端具有上游圓柱部、向內漸縮的中間圓錐部和限定所述噴射尖端排出孔口的下游圓柱鼻部，并且所述針具有同軸地設置在所述噴射尖端的圓柱上游部中的上游圓柱部、固定為與所述圓錐噴射尖端部導電的圓錐中心部和同軸地設置在所述噴射尖端鼻部并且向所述噴射尖端鼻部的下游延伸的下游電極針。7.根據權利要求6所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述針形成有多個連通在所述供給管與噴射尖端的液體通道之間的液體流動通道。8.根據權利要求7所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴射尖端具有向外延伸的固定凸緣，該固定凸緣置于所述噴嘴主體的下游端和所述空氣帽之間，并且所述固定凸緣形成有多個空氣通道，該多個空氣通道用于在限定在所述供給管與噴嘴主體之間的所述氣流通道和由所述空氣帽限定的空氣流動通道之間傳輸壓縮空氣。9.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述壓縮空氣輸入口通過所述輸入頭部與所述空氣流動通道連通，所述空氣流動通道由所述供給管和所述噴嘴主體限定。10.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述電極被支撐在所述輸入頭部中，所述電極的液體通道與所述供給管的液體通道軸向地對齊，所述液體輸入口通過所述液體輸入口的一側與所述電極的流體通道連通。11.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述供給管延伸超過所述噴嘴主體的上游端并進入所述電極的插孔以與所述電極導電。12.根據權利要求1所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述液體供給管和細長噴嘴主體限定圍繞所述供給管的環形空氣通道。13.一種靜電噴射噴嘴組件，包括: 輸入頭部，該輸入頭部由非導電材料制成， 細長中空噴嘴主體，該細長中空噴嘴主體通過由非導電材料制成的所述輸入頭部支撐， 所述輸入頭部具有用于連接到液體供給的液體輸入口， 電極，該電極支撐在所述輸入頭部中并用于連接到高壓電源， 所述電極具有與所述液體輸入口連通的液體通道， 細長供給管，該細長供給管由導電材料制成并且設置在所述細長噴嘴主體中，該細長供給管具有與所述電極的液體通道連通的細長液體通道， 所述供給管和所述細長噴嘴主體限定具有壓縮空氣輸入口的細長空氣流動通道，所述壓縮空氣輸入口用于連接壓縮空氣源， 噴嘴尖端，該噴嘴尖端由導電材料制成并且位于所述噴嘴主體的下游端，該噴嘴尖端具有與所述供給管的液體通道連通的液體通道和用于從所述噴射噴嘴組件排出液體的排出孔口， 針，該針設置在所述噴射尖端中并且設置為導電地置于所述噴射尖端和供給管之間，所述針具有連通在所述供給管和噴射尖端的液體通道之間的液體通道，并且所述針具有同軸地位于所述噴射尖端通道中的下游電極針， 空氣帽，該空氣帽固定到所述細長噴嘴主體的下游端，所述噴射尖端、針、液體供給管和電極被保持為相對于彼此導電，從而當所述電極被連接到高壓電源時，流經所述電極的液體通道、所述供給管的液體通道、所述針的液體通道和所述噴射尖端的液體通道的液體帶電，并從所述噴射尖端以帶靜電的液體粒子的型式排出， 所述空氣帽限定圍繞所述噴射尖端的空氣流動通道，該空氣流動通道與由所述供給管和噴嘴主體限定的所述細長空氣通道連通并且具有空氣排出孔口，壓縮空氣從該空氣排出孔口被引導圍繞所述帶靜電的液體粒子的型式從所述噴嘴尖端排出，以及 所述空氣帽可移除地固定到所述噴嘴主體以便當所述空氣帽被移除后，所述噴射尖端、針和供給管能夠從所述噴嘴主體的下游端從所述噴嘴主體移除。14.根據權利要求13所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴嘴主體具有細長的長度，該細長的長度為所述噴嘴主體的直徑的至少十倍。15.根據權利要求13所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴射尖端具有上游圓柱部、向內漸縮的中間圓錐部和限定所述噴射尖端排出孔口的下游圓柱鼻部，所述針具有同軸地設置在所述噴射尖端的圓柱上游部中的上游圓柱部、固定為與所述圓錐噴射尖端部導電的圓錐中間部和同軸地設置在所述噴射尖端鼻部并且向所述噴射尖端鼻部的下游延伸的下游電極針。16.根據權利要求15所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述空氣帽限定圍繞所述噴射尖端的所述中間圓錐部的圓錐空氣流動通道。17.根據權利要求15所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述針形成有多個連通在所述供給管與噴射尖端的液體通道之間的液體流動通道。18.根據權利要求13所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述噴射尖端具有向外延伸的固定凸緣，該固定凸緣置于所述噴嘴主體的下游端和所述空氣帽之間，并且所述固定凸緣形成有多個空氣通道，該多個空氣通道用于在限定在所述供給管與噴嘴主體之間的所述氣流通道和由所述空氣帽限定的空氣流動通道之間傳輸壓縮空氣。19.根據權利要求13所述的靜電噴射噴嘴組件，其中，所述壓縮空氣輸入口通過所述輸入頭部與所述空氣流動通道連通，所述空氣流動通道由所述供給管和所述噴嘴主體限定，所述電極被支撐在所述輸入頭部中，所述電極的液體通道與所述供給管的液體通道軸向地對齊，所述液體輸入口通過所述液體輸入口的一側與所述電極的流體通道連通。
【文檔編號】B05B5/03GK106061619SQ201480063309
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年9月22日
【發明人】G.R.圣佩特, J.萊昂, C.J.扎維森, T.E.阿克曼
【申請人】噴霧系統公司