以高效机械分解生成均匀小滴的雾状喷雾的改进旋流喷嘴组件制造技术

喷雾喷嘴组件(300)构造为生成具有提高的旋转速度ω和更小的均匀滴尺寸的旋流式喷雾(312)。杯形喷嘴构件(300)具有本体部分(318)，其具有环绕中心纵向喷雾轴线(322)的圆柱形侧壁(320)、圆形闭合端壁(324)和出口孔眼(310)，与其喷雾轴线(322)同轴并且被限定穿过端壁(324)。流体动态回路(330)形成在端壁(324)的内表面(326)中，并且包括三个向内渐缩的动力喷嘴(302、304、306)，其终止于经由出口孔眼(310)进行排放的互动区域(308)中。动力喷嘴具有相对于喷雾轴线(322)偏移的相应纵向轴线(334、362、382)，且对应的非正切攻角(352、374、394)构造为在互动区域(308)中有效地引起流体涡流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以高效机械分解生成均匀小滴的雾状喷雾的改进旋流喷嘴组件相关申请的引用本申请要求由ShridharGopalan等人在2016年1月27日提交的并且题为“IMPROVEDSWIRLNOZZLEASSEMBLIESWITHHIGHEFFICIENCYMECHANICALBREAKUPFORGENERATINGMISTSPRAYSOFUNIFORMSMALLDROPLETS(ThreePowerNozzleImprovedMistSwirlCup)”的美国临时申请No.62287802的优先权和益处，该申请的公开内容通过引用并入本文。本申请还涉及：(a)共同拥有的美国PCT申请PCT/US15/22262，题为“IMPROVEDSWIRLNOZZLEASSEMBLIESWITHHIGHEFFICIENCYMECHANICALBREAKUPFORGENERATINGMISTSPRAYSOFUNIFORMSMALLDROPLETS”；(b)共同拥有的美国临时专利申请No.62/022,290，题为“SwirlNozzleAssemblieswithHighEfficiencyMechanicalBreakupforGeneratingMistSpraysofUniformSmallDroplets(ImprovedOffsetMistSwirlCupandMulti-NozzleCup)”；和(c)共同拥有的美国临时专利申请No.61/969,442，并且题为“SwirlNozzleAssemblywithHighEfficiencyMechanicalBreakupforGeneratingMistSpraysofUniformSmallDroplets(MistSwirlCup)”，所有这些文献均通过引用并入本文。本申请还涉及共同拥有的美国专利No.7,354,008，题为“FluidicNozzleforTriggerSprayApplications”；并且涉及PCT申请号PCT/US12/34293，题为“Cup-shapedFluidicCircuit,NozzleAssemblyandMethod”，于2008年4月8日公布给Hester等人(现在为WIPO公开号WO2012/145537)。所有前述申请和专利的全部公开内容均通过引用并入本文。
本专利技术总体而言涉及构造为生成“雾状喷雾”的喷雾喷嘴，其在喷射消费品比如空气清新剂、清洁流体或个人护理产品时特别有用。更具体地，本专利技术涉及喷雾喷嘴组件，其用于与低压触发喷雾或“仅产品”(意味着无推进剂)施加器一起使用，以可靠地并且一致地生成包含所选小尺寸的滴的液体喷雾。
技术介绍
通常地，用于喷射消费品的触发分配器是成本相对较低的泵装置，其被握在手中并且其具有触发器，其通过挤压或抽拉手的手指是可操作的，以将液体从容器泵出并穿过在分配器的前侧的喷嘴。这种分配器可以具有各种各样的特征，其在业内已经变得常见和众所周知。例如，分配器可以是专用的喷雾器，其在液体从喷嘴被分配或射出时对于液体生成所定的喷雾模式。同样公知的是提供可调节的喷雾模式，使得通过单个分配器，用户可以选择喷雾模式，其呈一股或大致锥形喷雾的液滴的形式。许多物质当前是作为处于具有触发喷雾器的容器中的消费品而销售和营销的。这种物质的示例包括空气清新剂、窗口清洁用溶液、个人护理产品和用于其它通用喷射用途的许多其它材料。使用这些喷雾器的消费品通常包装有瓶子，其载有喷头，其通常包括手工致动的泵，其被用户瞄向期望的表面或期望的方向。这种手动泵的操作压力大体上在30-40psi的范围内。然而，锥形喷雾通常是非常过湿的，并且喷射小滴和大滴的不规则模式。喷雾器头近来已经被引入市场中，其具有电池操作的泵，其中人员必须只按一次触发器，以开启泵送作用，其持续直到压力在触发器上被释放。这些通常在5-15psi范围内的低压下操作。它们也遭受与对于手动泵指出的相同的不足；加之，它们似乎在喷雾模式(其可能由于它们的较低操作压力而生成)上具有甚至更少种类或控制力。用于这种分配器的喷嘴通常为一件式模制的“盖”形式，具有与所提供的喷雾或流股模式相对应的通道，其与从喷雾器组件出来的供给通道对齐。见例如图1A、1B和1C。这些喷嘴传统上被称为“旋流杯”喷嘴，并且由种现有技术喷嘴生成的喷雾大体上在喷嘴组件内“旋流”，以形成喷雾(而不是流股)，其具有分散遍及广角的滴，且滴具有不同的尺寸和速度。传统旋流喷嘴包括一个或更多个输入通道，其定位正切于旋流腔室的壁。旋流腔室是具有长度、宽度和深度的方形或者具有直径和深度的圆形。标准旋流喷嘴需要面密封并且配置为使得穿过输入通道的流进入旋流腔室，其施加旋流或切向速度，从而建立涡流。涡流然后向下游或向远端循环，并且穿过出口离开旋流腔室，所述出口通常同心于喷嘴组件的中心轴线。这种喷嘴组件的问题包括：(a)相对缺乏对所生成的喷雾模式的控制，(b)在这种喷雾中频繁生成可观数量的大直径和小直径滴，其大体上沿远端方向被随机地引导，和(c)所得喷雾模式趋于建立被大的高速液滴攻击的喷射区域，这导致喷射液体飞溅或收集和形成池，其具有不希望的脱离部分，其沿喷射表面流下。如果用户寻求仅喷射液体产品的细雾，则具有大滴的喷雾是特别不希望的。对于许多应用，优选的是喷射的滴体积平均直径(VMD或DV50)和分配的域尽可能小。还希望的是最小化用以生成优选水平的雾化所需的操作压力。然而，已发现的是先有旋流杯喷嘴构造生成过湿的喷雾，其中在旋流腔室中生成的滴沿着出口的管状内腔向远端加速，并且趋于凝结或重组为不规则大尺寸的滴，其具有过大的向远端发射的线速度。凝结是一种现象，其中小滴在喷嘴出口的下游碰撞并重组，从而形成比在喷嘴出口处生成的那些滴更大的滴。包括“雾状喷雾”的期望的滴应该具有60微米(60μm)或更小的直径，并且典型的现有技术旋流杯不能可靠地建立雾状喷雾。特别地参考图1B，(来自一技术期刊)，示出了雾化喷雾发展中的相继阶段，且液体喷射压力增加(从左到右)。在该顺序中的第三阶段处示出的“平滑膜”有时被称为(在粗雾化的开始时，并且在第六阶段的细雾化之前)变成锥体的东西的“片区域”。该“平滑膜”在喷嘴内的液体流接近出口孔口时形成(应该指出的是，在中空喷雾的中心处存在一团清新的空气，类似于飓风的“风眼”)。现在转到图1C，对于标准旋流喷嘴的圆柱形孔口详细示出了滴分解的阶段，所述圆柱形孔口形成为直伸圆柱形侧壁(在这里喷射流体经受峰值摩擦损失)的轴向长度。图1A-1C中示出的传统或典型旋流喷嘴孔口不可靠地生成并维持具有所选尺寸和速度的细雾状滴的喷雾，部分地是因为在雾化之后(即，从图1C中示出的视图结束的地方向下游或向远端)发生凝结或合并。凝结是滴碰撞和结合以形成更大滴的随机作用，导致整体上更大的颗粒尺寸分布。该不令人满意的凝结/结合现象是喷嘴级别限定问题，其困扰现有技术气溶胶喷嘴的用户。为了生成用于传统旋流杯的经济有效的替代物，其将可靠地生成具有所选小尺寸(即，具有60μm或更小的滴直径)的滴，并且其将防止产生传统旋流杯的飞溅大滴，本文中申请人近来开发出的以流体滴的高效机械分解(“HE-MBU”)提供喷雾的杯形旋流喷嘴组件已被观察到沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾喷嘴插入件(300)，其构造为生成具有提高的旋转或角速度ω的旋流式喷雾，从而得到更小的喷射滴尺寸，包括：杯形喷嘴本体(318)，其具有环绕中心纵向喷雾轴线(322)的圆柱形内侧壁(327)和圆形的闭合端壁(324)；出口孔口或出口孔眼(310)，其与穿过所述端壁的所述中心喷雾轴线同轴；动态流体回路(330)，其被限定在所述端壁的内表面(326)中，所述流体回路包括第一、第二和第三沿周向间隔开的向内渐缩的动力喷嘴(302、304、306)，所述动力喷嘴终止于环绕所述出口孔眼的中心互动区域(308)中，所述动力喷嘴围绕所述互动区域等间距地间隔开并且具有相对于所述出口孔眼偏移的相应纵向导引轴线(334、362、382)，由此被引入所述流体回路中的处于压力下的流体沿着所述动力喷嘴腔室流动到所述互动区域中，以生成作为旋流式喷雾离开所述出口孔眼的流体涡流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 US 62/287,8021.一种喷雾喷嘴插入件(300)，其构造为生成具有提高的旋转或角速度ω的旋流式喷雾，从而得到更小的喷射滴尺寸，包括：杯形喷嘴本体(318)，其具有环绕中心纵向喷雾轴线(322)的圆柱形内侧壁(327)和圆形的闭合端壁(324)；出口孔口或出口孔眼(310)，其与穿过所述端壁的所述中心喷雾轴线同轴；动态流体回路(330)，其被限定在所述端壁的内表面(326)中，所述流体回路包括第一、第二和第三沿周向间隔开的向内渐缩的动力喷嘴(302、304、306)，所述动力喷嘴终止于环绕所述出口孔眼的中心互动区域(308)中，所述动力喷嘴围绕所述互动区域等间距地间隔开并且具有相对于所述出口孔眼偏移的相应纵向导引轴线(334、362、382)，由此被引入所述流体回路中的处于压力下的流体沿着所述动力喷嘴腔室流动到所述互动区域中，以生成作为旋流式喷雾离开所述出口孔眼的流体涡流。2.如权利要求1所述的喷雾喷嘴，其中，所述第一、第二和第三沿周向间隔开的向内渐缩的动力喷嘴(302、304、306)中的每个的纵向轴线(334、362、382)在交点(350、372、392)处相对于与所述互动区域正切的线(354、376,396)以尖锐的攻角(352、374,394)与所述互动区域相交。3.如权利要求2所述的喷雾喷嘴，其中，所述第一、第二和第三动力喷嘴302、304和306中的每个具有在30-50°范围内(并且优选为大约40°)的攻角(382)。4.如权利要求1所述的喷雾喷嘴，其中，所述动态流体回路(330)具有从大约0.2mm到大约0.5mm(并且优选为大约0.28mm)的恒定深度(Pd)。5.如权利要求1所述的喷雾喷嘴，其中，所述中心互动区域(308)是圆形的，并且具有所选的互动区域直径(IRd)；其中每个动力喷嘴在其与所述互动区域的相交部处具有所选的动力喷嘴宽度，并且其中所述所选的动力喷嘴宽度(Pw)被选择为提供0.2到0.5的偏移因子(Pw/IRd)。6.如权利要求1所述的喷雾喷嘴，其中，每个动力喷嘴从扩大区域(332、360、380)向内朝所述互动区域处的窄的出口区域(346、370、390)平滑地渐缩以加速流体流。7.如权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：什里达尔·高普兰，埃文·哈特罗夫特，安德鲁·D·卡梅伦，格雷戈里·A·罗素，
申请(专利权)人：DLH鲍尔斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US