ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА РАСПЫЛЕНИЯ С МЕНЬШИМ СНОСОМ Российский патент 2024 года по МПК B05B1/04 

[0001] Эта заявка на патент претендует на преимущество по предварительной заявке на патент США № 62/874 183, поданной 15 июля 2019 г. Вышеупомянутая заявка включена посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Распылительные устройства уже давно используются в сельском хозяйстве для распыления жидкостей на сельскохозяйственные продукты. Эти жидкости часто выпускают из движущегося транспортного средства, такого как грузовики или тракторы. Одной из проблем, связанных с распылением некоторых летучих жидкостей, используемых в сельском хозяйстве, таких как пестициды, гербициды и фунгициды, является образование мелких частиц (например, частиц менее 150 микрон), которые могут смещаться в окружающие области и тем самым загрязнять их. Соответственно, для такого применения желательны распылительные устройства, которые производят меньше мелких частиц. Одним из примеров такого распылительного устройства является распылительная форсунка с забором воздуха. Распылительные форсунки с забором воздуха используют воздушные каналы, которые всасывают воздух в корпус форсунки вместе с жидкостью, что замедляет поток жидкости, обеспечивая образование более крупных капель жидкости.

[0003] Проблема, связанная с распылением жидкостей из движущегося транспортного средства заключается в том, что скорость транспортного средства может изменяться. Например, если транспортное средство движется быстрее, то для того, чтобы поддерживать ту же скорость подачи, жидкость должна перекачиваться под более высоким давлением. Но увеличение давления распыляемой жидкости приводит к образованию более мелких капель и, следовательно, к более нежелательному сносу распыла.

[0004] Одним из способов избежать необходимости регулировать давление распыляемой жидкости при изменении скорости транспортного средства является широтно-импульсная модуляция. Распылительные форсунки, оснащенные широтно-импульсной модуляцией, очень быстро переключаются между открытыми и закрытыми состояниями потока. Изменение промежутка времени, в течение которого форсунка, оснащенная широтно-импульсной модуляцией, открыта или закрыта, обеспечивает возможность регулировки скорости потока без изменения давления. Однако, в случае форсунки с забором воздуха быстрое изменение состояния потока между открытым и закрытым может вызвать захват воздуха в форсунке и остановить ее функционирование. Когда это происходит, поскольку именно поток жидкости забирает воздух в форсунку, воздух не будет возвращаться так быстро, как жидкость, когда форсунка снова откроется, что приведет к периоду «плохого» потока через форсунку, что может привести к плохому распределению распыла и уменьшению размера капель, что приведет к нежелательному сносу.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] С учетом вышеизложенного, общей задачей настоящего изобретения является создание системы распыления, которая обеспечивает стабильно хорошее покрытие распылением с минимальным сносом распыла.

[0006] Связанной задачей настоящего изобретения является создание системы распыления, которая может эффективно использоваться с широтно-импульсной модуляцией без ухудшения характеристик распыления.

[0007] Следующей задачей настоящего изобретения является создание системы распыления, которая обеспечивает стабильный размер капель и однородное распределение распыла при работе с широтно-импульсной модуляцией.

[0008] Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы распыления, которая будет сравнительно простой по конструкции и недорогой в изготовлении.

[0009] Другой задачей настоящего изобретения является создание системы распыления, которую можно легко адаптировать к широкому диапазону различных пропускных способностей.

[0010] Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут очевидны при прочтении следующего подробного описания и ссылкой на чертежи. Указанные задачи не предназначены для ограничения настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] На фиг. 1 показан вид в перспективе системы распыления, содержащей узел распылительной форсунки согласно описанию настоящего изобретения.

[0012] На фиг. 2 показан вид в перспективе распылительного наконечника узла распылительной форсунки по фиг. 1.

[0013] На фиг. 3 показан вид в перспективе в продольном разрезе распылительного наконечника по фиг. 2.

[0014] На фиг. 4 показан вид сбоку в разрезе распылительного наконечника по фиг. 2.

[0015] На фиг. 5 показан вид с конца распылительного наконечника по фиг. 2, показывающий выпускной конец наконечника.

[0016] На фиг. 6 показан вид с конца распылительной форсунки по фиг. 2, показывающий впускной конец наконечника.

[0017] На фиг. 7 показан вертикальный вид сбоку распылительного наконечника по фиг. 2.

[0018] На фиг. 8 показан другой вертикальный вид сбоку распылительного наконечника по фиг. 2, показывающий сторону, повернутую на 90° от стороны, показанной на фиг. 7.

[0019] На фиг. 9 показан вид в перспективе альтернативного варианта реализации распылительного наконечника согласно описанию настоящего изобретения, направленный в сторону впускного конца распылительного наконечника.

[0020] На фиг. 10 показан вид в перспективе распылительного наконечника по фиг. 9, направленный в сторону выпускного конца распылительного наконечника.

[0021] На фиг. 11 показан вид с конца распылительного наконечника по фиг. 9, показывающий впускной конец распылительного наконечника.

[0022] На фиг. 12 показан вид с конца распылительного наконечника по фиг. 9, показывающий выпускной конец распылительного наконечника.

[0023] На фиг. 13 показан вертикальный вид сбоку распылительного наконечника по фиг. 9.

[0024] На фиг. 14 показан вид в продольном разрезе распылительного наконечника по фиг. 9, сделанном в плоскости по линии 14-14 по фиг. 13.

[0025] На фиг. 15 показан вертикальный вид сбоку распылительного наконечника по фиг. 9.

[0026] На фиг. 16 показан в продольном разрезе вид распылительного наконечника по фиг. 9, сделанном в плоскости по линии 16-16 по фиг. 15.

[0027] На фиг. 17 показан вид в перспективе продольного разреза распылительного наконечника по фиг. 9.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] Со ссылкой на фиг. 1 чертежей, показан примерный вариант реализации системы 10 распыления, содержащей 12 узел распылительной форсунки с распылительным наконечником 14 (лучше показан на фиг. 2), выполненный в соответствии с настоящим изобретением. Проиллюстрированный узел 12 распылительной форсунки с распылительным наконечником 14 выполнен с возможностью получения капель относительно больших размеров, что делает его особенно подходящим для выпуска таких химических веществ, как пестициды, гербициды и фунгициды, в условиях сельского хозяйства и для ухода за газонами и садами, в которых требуется минимальная величина сноса распыла. Однако настоящее изобретение не ограничивается распылением таких жидкостей или использованием в таких средах. Скорее, система 10 распыления, узел 12 распылительной форсунки и распылительный наконечник 14 по настоящему изобретению предназначены для распыления любой подходящей жидкости, в которой может быть предпочтительным относительно большой размер капель.

[0029] В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 1, система 10 распыления обычно содержит узел 12 распылительной форсунки, установленный на хедере или штанге 16. Штанга 16 выполнена с возможностью доставки текучей среды в узел 12 распылительной форсунки и с этой целью штанга 16 может быть соединена с подачей текучей среды под давлением. В случае проиллюстрированного варианта реализации, узел 12 распылительной форсунки соединен со штангой 16 посредством зажимного узла 18. Также можно использовать другие способы прикрепления узла 12 распылительной форсунки к штанге 16. Более того, в то время, как на фиг. 1 показан только один узел, узел 12 распылительной форсунки может быть одним из множества разнесенных узлов распылительных форсунок на штанге 16. Узел 12 распылительной форсунки по настоящему изобретению также не ограничивается использованием на хедере или штанге 16, как показано на фиг. 1. Напротив, распылительная форсунка 12 и распылительный наконечник 14 по настоящему изобретению могут использоваться с любым оборудованием, подходящим для доставки текучей среды к узлу 12 распылительной форсунки.

[0030] Для выпуска текучей среды распылительный наконечник 14 расположен на дальнем конце узла 12 распылительной форсунки. В представленном варианте реализации распылительный наконечник 14 соединен с дальним концом корпуса 20 форсунки посредством колпачка 22 распылителя с центральным отверстием 24. В этом случае центральное отверстие 24 в колпачке 22 распылителя имеет прямоугольную конфигурацию, а наружная поверхность распылительного наконечника 14 имеет дополнительную конфигурацию обычно в виде прямоугольного поперечного сечения вблизи его впускного конца 26, так что распылительный наконечник 14 выступает из него и закреплен с возможностью вращения в центральном отверстии 24, когда распылительный наконечник 14 соединен с корпусом 20 форсунки посредством колпачка 22 распылителя. Конечно, колпачок 22 распылителя и наружная поверхность распылительного наконечника 14 могут иметь конфигурации, отличные от показанной на чертежах.

[0031] Для создания колебательного состояния включения/выключения потока показанный узел 12 распылительной форсунки также оснащен узлом 28 широтно-импульсной модуляции. Узел 28 широтно-импульсной модуляции выполнен с возможностью обеспечения узлу 12 распылительной форсунки достижения пульсирующего потока, который быстро чередуется между состояниями включения и выключения потока. С этой целью узел 28 широтно-импульсной модуляции может содержать соленоидный клапан включения/выключения с электрическим приводом, который может быстро колебаться между открытым положением, в котором текучей среде обеспечена возможность прохождения к распылительному наконечнику 14, и закрытым положением, в котором поток текучей среды к распылительному наконечнику 14 блокируется. Узел 28 широтно-импульсной модуляции может быть коммерчески известного типа, такого как предлагаемый компанией «Спрэйинг Системс Ко.», правопреемником настоящей заявки, с товарным знаком «PulsaJet». Различные компоненты и их режимы работы показанного узла распылительной форсунки и узла широтно-импульсной модуляции могут быть аналогичны описанным в патенте США № 7 086 613, раскрытие которого включено в настоящий документ посредством ссылки.

[0032] Как обсуждалось выше, использование узла 28 широтно-импульсной модуляции может обеспечить возможность регулировку скорости потока, создаваемого узлом 12 распылительной форсунки, без изменения давления подачи текучей среды, простым регулированием посредством узла 28 широтно-импульсной модуляции рабочего цикла включения/выключения узла 12 распылительной форсунки. В случае, когда узел 12 распылительной форсунки установлен на движущемся транспортном средстве, эта возможность изменять скорость потока может оператору обеспечить возможность поддержки постоянной скорости подачи без регулировки давления текучей среды даже при изменении скорости транспортного средства. Это является преимуществом, поскольку изменения давления могут изменить конфигурации выпуска и размер капель, создаваемых узлом 12 распылительной форсунки, приводя к нестабильным результатам и, возможно, нежелательному сносу распыла. Хотя включение узла 28 широтно-импульсной модуляции может обеспечить преимущества в определенных областях применения, узел 12 распылительной форсунки по настоящему изобретению не обязательно должен содержать широтно-импульсную модуляцию. Однако, как обсуждается ниже, в отличие от обычных форсунок с забором воздуха, узел 12 распылительной форсунки и распылительный наконечник 14 по настоящему изобретению могут включать 28 широтно-импульсную модуляцию без отрицательного влияния на производительность форсунки.

[0033] Обращаясь к фиг. 2 чертежей, можно видеть увеличенный вид в перспективе примерного варианта реализации распылительного наконечника 14. Для способствования прикреплению распылительного наконечника 14 к корпусу 20 форсунки на верхнем по потоку (относительно направления потока текучей среды) впускном конце 26 распылительного наконечника 14 предусмотрен фланец 30, как показано на фиг. 2. Этот фланец 30 выполнен с возможностью захвата на дальнем конце корпуса 20 форсунки посредством колпачка 22 форсунки, для способствования закреплению распылительного наконечника 14 на корпусе 20 форсунки, при этом значительная часть распылительного наконечника 14 выступает через центральное отверстие 24 колпачка 22 форсунки, как отмечено выше.

[0034] Для измерения скорости потока текучей среды в распылительный наконечник 14 на впускном конце 26 распылительного наконечника 14 установлен элемент 32 для управления потоком, как показано на фиг. 3, 4 и 6. В показанном варианте реализации элемент 32 для управления потоком состоит из дискообразного элемента, который входит в соответствующее отверстие на впускном конце 26 распылительного наконечника 14. Показанный элемент 32 для управления потоком выполнен в виде вставки, которая является отдельной деталью, которая не входит в комплект деталей распылительного наконечника 14. Однако в альтернативном варианте реализации элемент 32 для управления потоком может быть выполнен заодно целое с остальной частью распылительного наконечника 14. Элемент 32 для управления потоком включает в себя расположенное по центру предварительное отверстие 34, через которое текучая среда поступает в распылительный наконечник 14. В процессе работы это предварительное отверстие 34 обеспечивает первое падение давления текучей среды, подаваемой со штанги 16, когда она поступает в распылительный наконечник 14. Диаметр D (см. фиг. 4) центрального предварительного отверстия 34 может быть изменено для обеспечения требуемой пропускной способности для распылительного наконечника 14.

[0035] Как лучше всего показано на фиг. 2-4, 7 и 8, распылительный наконечник 14 содержит корпус 36, имеющий с верхней по потоку стороны удлиненную первую часть 38 корпуса и расположенную с нижней по потоку стороны полусферическую или выпуклую вторую часть 40 корпуса. Удлиненная первая часть 38 и полусферическая вторая часть 40 вместе образуют внутренний канал 42 для текучей среды, проходящий от впускного конца 26 распылительного наконечника 14 до выпускного конца 44 распылительного наконечника 14, как показано на фиг. 3 и 4. Предварительное отверстие 34 в элементе 32 для управления потоком сообщается с внутренним каналом 42 для текучей среды на его верхнем по потоку конце. Удлиненная первая часть 38 внутреннего канала 42 для текучей среды выполнена с возможностью накопления текучей среды в корпусе 36 распылительного наконечника. По мере накопления текучая среда в удлиненной первой части 38 внутреннего канала 42 для текучей среды теряет скорость. Длина L (см. фиг. 4) удлиненной первой части 38 может варьироваться в зависимости от требуемой пропускной способности для распылительного наконечника 14 с большей длиной L удлиненной первой части 38 (и результирующего увеличенного объема внутреннего канала 42 для текучей среды), соответствующей большим скоростям потока. Длина L удлиненной первой части 38 корпуса 36 распылительного наконечника может быть выбрана таким образом, чтобы текучая среда выходила из распылительного наконечника 14 приблизительно с одинаковой скоростью при всех пропускных способностях распылительного наконечника. Диаметр или ширина W (см. фиг. 4) удлиненной первой части 38 может оставаться постоянной при различных пропускных способностях распылительного наконечника. Согласно одному варианту реализации удлиненная первая часть 38 может иметь длину L приблизительно от 0,30 дюйма (0,762 см) до приблизительно 0,45 дюйма (1,143 см).

[0036] Полусферическая вторая часть 40 корпуса 36 распылительного наконечника, которая располагается ниже по потоку удлиненной первой части 38 и заканчивается в куполообразной концевой стенке 46, обеспечивает второе падение давления для текучей среды, подлежащей распылению. Полусферическая часть 36 также выполнена с возможностью распыления текучей среды через распылительную форсунку 12. В одном варианте реализации куполообразная концевая стенка 46 имеет соответствующий радиус R (см. фиг. 4) независимо от требуемой пропускной способности распылительного наконечника 14.

[0037] Для создания однородной конусообразной конфигурации распределения распыла в куполообразной концевой стенке 46 полусферической второй части 40 корпуса 36 распылительного наконечника созданы два выпускных отверстия 48 и 50. Два выпускных отверстия 48 и 50 смещены друг относительно друга на противоположных сторонах вершины 52 куполообразной концевой стенки 46, как показано на виде с конца по ФИГ. 5. В частности выпускное отверстие 48 располагается на первой стороне 54 концевой стенки 46, тогда как другое выпускное отверстие 50 располагается на второй стороне 56 концевой стенки 46, как видно на фиг. 7. Два выпускных отверстия 48 и 50 выполнены аналогичным образом и являются зеркальными отображениями друг друга.

[0038] Каждое выпускное отверстие 48 и 50 имеет удлиненную щелевидную конфигурацию, которая поддерживает постоянную ширину SW (см. фиг. 4), поскольку оно проходит от первого конца 58 до второго конца 60 с внешними боковыми кромками 62 и 64 каждого отверстия 48 и 50 (см. фиг. 5), проходящими по дуге над куполообразной концевой стенкой 46. Два выпускных отверстия 48 и 50 каждое проходит на ту же самую длину с каждым щелевидным отверстием 48 и 50, проходящим на равное расстояние до каждой стороны вершины 52, как показано на фиг. 5. Поскольку выпускные отверстия 48 и 50 образованы в куполообразной концевой стенке 46, каждая щель на наружной поверхности концевой стенки 46 длиннее, чем на внутренней поверхности концевой стенки 46. Дополнительно, как показано на фиг. 4, центральная линия C каждого выпускного отверстия 48 и 50 по существу находится под тем же самым углом относительно продольной оси 66 корпуса 36 форсунки. В показанной реализации угол выхода В двух выпускных отверстий 48 и 50, определенный углом, образованным центральными линиями С выпускных отверстий 48 и 50 составляет приблизительно 60°. Угол выхода B может оставаться по существу постоянным по распылительным наконечникам 14 с различными пропускными способностями для того, чтобы такие распылительные наконечники создавали по существу похожие конфигурации распыла. Однако, угол выхода В может быть изменен, если требуется другая конфигурация распределения распыла.

[0039] Ширина SW выпускных отверстий 48 и 50 может изменяться в зависимости от требуемой пропускной способности распылительного наконечника 14 со сравнительно более широкими щелями, используемыми с распылительными наконечниками 14, имеющими повышенную пропускную способность. Согласно одному варианту реализации ширина SW выпускных щелей 48 и 50 может составлять от приблизительно 0,22 дюймов (0,5588 см) до приблизительно 0,44 дюйма (1,1176 см). Более того, ширина SW выпускных отверстий 48 и 50 и диаметр D предварительного отверстия 34 может быть выбран так, чтобы поддерживать отношение потока между предварительным отверстием 34 и выпускными отверстиями 48 и 50 равным приблизительно 4:1.

[0040] При работе распылительный наконечник 14 создает двойную конфигурации. распыления с относительно большим размером капель без использования забора воздуха. В соответствии с ISO25358 размер капель при рабочем давлении можно отнести к категории сверхмалых. Диаметр D предварительного отверстия, длина L первой части 38 корпуса 36 распылительного наконечника и ширина SW выпускных отверстий 48 и 50 могут варьироваться для выполнения распылительного наконечника 14 для достижения пропускной способности от приблизительно 0,15 гал/мин (0,5678 л/мин) до приблизительно 1,2 гал/мин (4,5425 л/мин) при одновременном уменьшении мелких частиц и поддержании равномерного конусообразного распыления при всех номинальных рабочих давлениях. Более того, поскольку в нем используется более прямой путь потока и не используются впускные отверстия для забора вторичного воздуха, распылительный наконечник 14 выполнен таким образом, что он может работать с использованием широтно-импульсной модуляции, без каких-либо неблагоприятных эффектов с точки зрения размера капель или распределения распыла. Следует понимать, что все размеры и пропускная способность, упомянутые здесь, относятся к примерным вариантам реализации узла распылительной форсунки и распылительного наконечника.

[0041] Альтернативный вариант реализации распылительного наконечника 114, который может быть использован с узлом 12 распылительной форсунки 12 по фиг. 1 показан на фиг. 9-17. В описании варианта реализации по фиг. 9-17, компоненты, аналогичные представленные на фиг. 2-8, указываются с аналогичными ссылочными обозначениями в сотнях. Как и при реализации по фиг. 2-8, впускной конец распылительного наконечника 114 имеет элемент 132 для управления потоком, который содержит предварительное отверстие 134, через которое текучая среда поступает в распылительный наконечник 114 (см., например, фиг. 11 и 14). Как показано на фиг. 9 и 11, в этом случае верхняя по потоку поверхность элемента 132 для управления потоком содержит две направляющие 170, 171 для управления потоком, которые расположены вблизи, на равном расстоянии друг от друга и на противоположных сторонах предварительного отверстия 134. Каждая направляющая 170, 171 для управления потоком проходит в восходящем по потоку направлении от поверхности элемента 132 для управления потоком. Как показано на фиг. 11, направляющие 170, 171 для управления потоком, каждая из которых имеет в целом С-образную конфигурацию, которая по существу центрирована на предварительном отверстии 134, при этом две направляющие 170, 171 для управления потоком частично окружают предварительное отверстие 134. Каждая направляющая 170, 171 для управления потоком имеет внутреннюю поверхность 172, 173 (см. фиг. 9 и 17), которая по существу является гладкой в направлении потока и выполнена с возможностью обеспечения ламинарного потока текучей среды к предварительному отверстию 134. Направляющие 170, 171 для управления потоком на своих наружных поверхностях дополнительно содержат противоположные плоские поверхности 174, 175 для захвата (см. фиг. 9 и 11), которые выполнены с возможностью захвата пользователем или инструментом для способствования удалению элемента 132 для управления потоком из корпуса 136 распылительного наконечника 114. Направляющие 170, 171 для управления потоком также могут быть выполнены с возможностью способствования получения пользователем правильной ориентации элемента 132 для управления потоком в корпусе 136 распылительного наконечника 114. В то время как в показанном варианте реализации предусмотрены две направляющие 170, 171 для управления потоком, которые частично окружают предварительное отверстие 134, также могут использоваться и другие конфигурации направляющих для управления потоком, включая три или более направляющих для управления потоком или одну или множество направляющих для управления потоком, которые полностью окружают предварительное отверстие.

[0042] В варианте реализации по фиг. 9-17, предварительное отверстие 134 выполнено с относительно большим диаметром верхней по потоку секции 176 и относительно меньшим диаметром нижней по потоку секции 178, как показано на фиг. 14 и 16. Эта конфигурация помогает сделать поток в предварительном отверстии 134 более ламинарным. Эта конфигурация также может способствовать в отношении изготовления продукта и, в частности, обеспечением большего контроля над диаметром предварительного отверстия 134 во время процесса изготовления. Однако, следует понимать, что также может использоваться предварительное отверстие 134 с постоянным диаметром. Как и в варианте реализации по фиг. 2-8, предварительное отверстие 134 обеспечивает первое падения давления при поступлении текучей среды в распылительный наконечник 114.

[0043] Для того чтобы уменьшить скорость текучей среды, выпущенной из распылительного наконечника 114 и тем самым увеличить размер капель, во внутренней части корпуса 36 распылительного наконечника 114 обеспечена вторичная камера 180 уменьшенного диаметра, как показано на фиг. 14, 16 и 17. В этом случае вторичная камера 180 прикрепляется на нижней по потоку стороне элемента 132 для управления потоком и имеет по существу цилиндрическую конфигурацию, которая определяет канал 182 для вторичной текучей среды внутри канала 142 для первичной текучей среды . Более конкретно вторичная камера 180 расположена таким образом, что текучая среда, которая поступает в распылительный наконечник 114, через предварительное отверстие 134 напрямую сообщается с каналом 182 для вторичной текучей среды вторичной камеры 180. Как показано на фигурах, вторичная камера 180 проходит на длину, меньшую, чем вся длина удлиненной первой части 138 корпуса 136 распылительного наконечника 114 и открыта на своем нижнем по потоку конце 183, так что текучая среда, выходящая из канала 182 для вторичной текучей среды вторичной камеры 180, направляется во внутренний канал 142 для первичной текучей среды корпуса 136 распылительного наконечника.

[0044] Для обеспечения некоторой рециркуляции текучей среды обратно во вторичную камеру 180, вторичная камера 180 имеет наружный диаметр, который меньше внутреннего диаметра внутреннего канала 142 для первичной текучей среды первой части 138 корпуса 136 распылительного наконечника, как показано на фиг. 14, 16 и 17, так что между стенкой вторичной камеры 180 и внутренней стенкой канала 142 для первичной текучей среды образуется обычно кольцевой рециркуляционный канал 184. Этот кольцевой рециркуляционный канал 184 находится в окружающем отношении со вторичной камерой 180, а нижний по потоку конец рециркуляционного канала 184 сообщается с каналом 142 для первичной текучей среды. Для обеспечения возможности повторного поступления текучей среды из рециркуляционного канала 184 во вторичную камеру 180 в стенке вторичной камеры 180 около верхнего по потоку конца вторичной камеры 180 предусмотрено множество отверстий 186 Вентури (в данном случае два). Эти отверстия 186 Вентури проходят между рециркуляционным каналом 184 и каналом 182 для вторичной текучей среды во внутренней части вторичной камеры 180. Низкое давление текучей среды непосредственно ниже по потоку предварительного отверстия 134 втягивает текучую среду из рециркуляционного канала 184 в поток текучей среды во вторичной камере 180 через отверстия 186 Вентури. Эта рециркуляция текучей среды во вторичную камеру 180 дополнительно уменьшает скорость текучей среды во вторичной камере 180 и приводит к увеличению размера капли. Расположение и конфигурация отверстий Вентури, показанные на фигурах, предназначены для иллюстрации, и следует понимать, что также могут использоваться отверстия Вентури с другим расположением / конфигурацией.

[0045] Согласно одному из вариантов реализации соотношение площади поперечного сечения 182 канала для вторичной текучей среды вторичной камеры 180 к площади поперечного сечения предварительного отверстия 134, в данном случае нижнего по потоку относительно небольшого сечения 178 предварительного отверстия 134 может составлять приблизительно 4 : 1. В зависимости от требуемого размера капель и /или пропускной способности.

[0046] Как и в варианте реализации по фиг. 2-8, распылительный наконечник 114 по фиг. 9-17 содержит полусферическую вторую часть 140 корпуса с куполообразной концевой стенкой 146. Эта куполообразная концевая стенка 146 создает также второе падение давления текучей среды в распылительном наконечнике 114 и также способствует выполнению распыления текучей среды. Распылительный наконечник 114 по фиг. 9-17 также содержит в куполообразной концевой стенке 146 два выпускных отверстия 148, 150, которые выполнены по существу аналогично выпускным отверстиям 48, 50 по варианту реализации согласно фиг. 2-8.

[0047] Для способствования формированию конфигурации выпуска после того, как текучая среда выходит из выпускных отверстий 148, 150, распылительный наконечник 114 по фиг. 9-17 содержит отражатели 188, 189 для текучей среды. Более конкретно, отражатели 188, 189 для текучей среды обеспечены на наружной поверхности куполообразной концевой стенки 146, прилегающей к каждому из выпускных отверстий 148, 150, как лучше всего показано на фиг. 10, 12 и 15. Отражатели 188, 189 для текучей среды проходят направлении ниже по потоку от куполообразной концевой стенки 146. Каждый отражатель 188, 189 для текучей среды содержит отражающую поверхность 190, 191 (см. фиг. 15), которая расположена на радиально направленной боковой кромке 162 соответствующего выпускного отверстия 148, 150 и лежит в одной плоскости с ним. Когда капли выходят из выпускных отверстий 148, 150, поверхности 190, 191 для отражения текучей среды, способствуют направлению этих капель с требуемой конфигурацией распыления. Конечно, форма, количество и конфигурация отражателей 190, 191 для текучей среды могут варьироваться в зависимости от требуемой конфигурации распыления.

[0048] Как в случае с распылительным наконечником 14 по фиг. 2-8, распылительный наконечник 114 по фиг. 9-17 способен создавать двойную конфигурации. распыления с относительно большим размером капель, включая сверхбольшие капли, без использования забора воздуха. Таким образом, распылительный наконечник 114 по фиг. 9-17 совместим с широтно-импульсной модуляцией, поддерживая требуемые размер капель и распределение распыла.

[0049] Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, приводимые в настоящем документе, тем самым включены посредством ссылок в той же степени, как если бы каждая ссылка была отдельно и конкретно указана для включения посредством ссылки и была изложена в настоящем документе полностью.

[0050] Использование грамматических конструкций и «по меньшей мере один» и аналогичных ссылок в контексте описания изобретения (особенно в контексте следующей формулы изобретения), указывающих на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число,, если в настоящем документе не указано иное или это явно не противоречит контексту. Термин «по меньшей мере один», за которым следует список из одной или нескольких позиций (например, «по крайней мере, один из A и B»), следует толковать как обозначающий одну позицию, выбранную из перечисленных позиций (A или B), или любую комбинацию двух или более из перечисленных позиций (A и B), если в настоящем документе иное не указано явно или оно не противоречит контексту. Термины «содержащий», «имеющий», «включающий в себя» и «включающий» следует толковать как термины с открытым значением (т.е. означающие «включая, но не ограничиваясь»), если не указано иное. Перечисление диапазонов значений в настоящем документе предназначено лишь для использования в качестве сокращенного метода ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в диапазон, если в настоящем документе не указано иное, и каждое отдельное значение включено в материалы заявки, как если бы оно было указано здесь отдельно. Все способы, описанные здесь, могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если в настоящем документе не указано иное или иное явно не противоречит контексту. Использование любых и всех примеров или примерных формулировок (например, «такой как»), представленных в настоящем документе, предназначено просто для лучшего освещения изобретения и не налагает ограничений на объем изобретения, если не указано иное. Никакая формулировка в спецификации не должна быть истолкована как указывающая на какой-либо не заявленный элемент как существенный для практической реализации изобретения.

[0051] Предпочтительные варианты реализации этого изобретения описаны в настоящем документе и включают наилучший из известных изобретателю вариантов реализации изобретения. Примеры этих предпочтительных вариантов реализации могут стать очевидными для специалиста в данной области техники, после прочтения вышеизложенного описания. Изобретатели полагают, что специалисты в данной области техники будут использовать такие варианты по мере необходимости, и следует понимать, что на практике изобретение может быть реализовано иначе, чем это описано в настоящем документе. Соответственно, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета, описанного в прилагаемой к нему формуле изобретения, как это допускается действующим законодательством. Более того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех возможных их вариантах охватывается изобретением, если здесь не указано иное или это иным образом явно не противоречит контексту.

Группа изобретений относится к распылительному наконечнику, а также к узлу распылительной форсунки. Распылительный наконечник включает в себя корпус распылительного наконечника и элемент для управления потоком. Элемент для управления потоком включает в себя предварительное отверстие, через которое текучая среда может поступать в канал для первичной текучей среды корпуса распылительного наконечника. В куполообразной концевой стенке корпуса распылительного наконечника обеспечены первое и второе выпускные отверстия, при этом каждое из первого и второго выпускных отверстий расположено на соответствующей одной из противоположных первой и второй сторон вершины куполообразной концевой стенки. Каждое из первого и второго выпускных отверстий имеет удлиненную щелевидную конфигурацию, которая сохраняет по существу постоянную ширину по мере прохождения соответствующего выпускного отверстия от первого конца до второго конца, и каждое из них проходит по существу на равное расстояние по обе стороны от вершины куполообразной концевой стенки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Распылительный наконечник, выполненный с возможностью распыления двойной конфигурации распыла, содержащий:

цельный корпус распылительного наконечника, имеющий первую часть и выполненную за одно целое вторую часть, причем первая часть имеет цилиндрическую конфигурацию, а вторая часть включает в себя куполообразную концевую стенку, при этом первая и вторая части корпуса распылительного наконечника образуют канал для первичной текучей среды, имеющий продольную ось потока, проходящую между впускным концом указанного корпуса распылительного наконечника и нижним по потоку концом, образованным куполообразной концевой стенкой;

элемент для управления потоком, расположенный на впускном конце канала для первичной текучей среды, причем элемент для управления потоком включает в себя предварительное отверстие на продольной оси потока, через которое текучая среда может поступать в канал для первичной текучей среды корпуса распылительного наконечника, причем предварительное отверстие выполнено с возможностью получения первого падения давления в текучей среде, когда текучая среда поступает в канал для первичной текучей среды через предварительное отверстие во время работы распылительного наконечника, и причем текучая среда проходит через указанный канал для первичной текучей среды вдоль продольной оси потока без забора воздуха в указанный канал для первичной текучей среды во время работы распылительного наконечника, при этом второе падение давления текучей среды обеспечено, когда текучая среда контактирует с куполообразной концевой стенкой и распыляется; и

первое и второе выпускные отверстия в куполообразной концевой стенке, при этом каждое из первого и второго выпускных отверстий расположено на соответствующей одной из противоположных первой и второй сторон вершины куполообразной концевой стенки и указанной продольной оси потока для выпуска жидкости из указанного канала для первичной текучей среды в атмосферу без забора воздуха,

причем каждое из первого и второго выпускных отверстий имеет удлиненную щелевидную конфигурацию, которая сохраняет по существу постоянную ширину по мере прохождения соответствующего выпускного отверстия от первого конца до второго конца,

при этом каждое из первого и второго выпускных отверстий проходит по существу на одинаковом расстоянии по обе стороны от вершины куполообразной концевой стенки,

причем каждое из первого и второго выпускных отверстий имеет центральную линию, которая находится по существу под одинаковым углом по направлению наружу относительно указанной продольной оси потока корпуса распылительного наконечника.

2. Распылительный наконечник по п. 1, дополнительно включающий в себя направляющую для управления потоком, расположенную на верхней по потоку стороне элемента для управления потоком вблизи предварительного отверстия,

причем направляющая для управления потоком включает в себя внутреннюю поверхность, которая является по существу гладкой в направлении потока текучей среды и выполнена с возможностью способствования получению ламинарного потока текучей среды к предварительному отверстию.

3. Распылительный наконечник по п. 2, в котором направляющая для управления потоком является одной из пары направляющих для управления потоком, каждая из которых имеет С-образную конфигурацию, которая по существу центрирована на предварительном отверстии,

при этом пара направляющих для управления потоком по меньшей мере частично окружает предварительное отверстие.

4. Распылительный наконечник по п. 3, в котором каждая из указанной пары направляющих для управления потоком имеет по существу плоскую поверхность для захвата на наружной поверхности соответствующей направляющей для управления потоком,

при этом плоские поверхности для захвата расположены напротив друг друга.

5. Распылительный наконечник по п. 1, в котором вторичная камера, образующая канал для вторичной текучей среды, расположена в канале для первичной текучей среды,

при этом вторичная камера расположена таким образом, что текучая среда, поступающая в корпус распылительного наконечника через предварительное отверстие, попадает в канал для вторичной текучей среды.

6. Распылительный наконечник по п. 5, в котором вторичная камера проходит на длину меньше, чем вся длина первой части корпуса распылительного наконечника, и указанная камера открыта на нижнем по потоку конце, так что текучая среда, выходящая из канала для вторичной текучей среды, направлена в канал для первичной текучей среды.

7. Распылительный наконечник по п. 6, в котором между стенкой вторичной камеры и внутренней стенкой канала для первичной текучей среды образован рециркуляционный канал,

при этом рециркуляционный канал на нижнем по потоку конце сообщается с каналом для первичной текучей среды, и

при этом рециркуляционный канал сообщается с каналом для вторичной текучей среды через множество отверстий Вентури в стенке вторичной камеры вблизи верхнего по потоку конца вторичной камеры.

8. Распылительный наконечник по п. 6, в котором соотношение площади поперечного сечения канала для вторичной текучей среды к площади поперечного сечения предварительного отверстия составляет 4:1.

9. Распылительный наконечник по п. 1, в котором на наружной поверхности куполообразной концевой стенки обеспечена пара отражателей для текучей среды,

при этом один отражатель для текучей среды расположен рядом с каждым из выпускных отверстий,

причем каждый отражатель для текучей среды имеет отражающую поверхность, которая расположена на внешней кромке соответствующего выпускного отверстия и лежит в одной плоскости с ним.

10. Распылительный наконечник по п. 1, в котором элемент для управления потоком содержит элемент, который размещен в соответствующем отверстии на впускном конце корпуса распылительного наконечника.

11. Узел распылительной форсунки, содержащий:

- распылительный наконечник, выполненный с возможностью распыления конфигурации распыла из множества выпускных отверстий, содержащий:

цельный корпус распылительного наконечника, имеющий первую часть и вторую часть, причем первая часть имеет цилиндрическую конфигурацию, вторая часть включает в себя куполообразную концевую стенку, при этом первая и вторая части корпуса распылительного наконечника образуют канал для первичной текучей среды, имеющий продольную ось потока, проходящую между впускным концом указанного корпуса распылительного наконечника и нижним по потоку концом, образованным куполообразной концевой стенкой;

элемент для управления потоком, расположенный на впускном конце канала для первичной текучей среды, причем элемент для управления потоком включает в себя предварительное отверстие на продольной оси потока, через которое текучая среда может поступать в канал для первичной текучей среды корпуса распылительного наконечника, причем предварительное отверстие во время работы узла распылительной форсунки выполнено с возможностью получения первого падения давления текучей среды, когда текучая среда поступает в канал для первичной текучей среды через предварительное отверстие, и в котором текучая среда проходит через указанный канал для первичной текучей среды вдоль указанной продольной оси потока без забора воздуха в указанный канал для первичной текучей среды во время работы указанного распылительного наконечника, а второе падение давления текучей среды обеспечено, когда текучая среда контактирует с куполообразной концевой стенкой и распыляется; и

первое и второе выпускные отверстия в куполообразной концевой стенке, при этом каждое из первого и второго выпускных отверстий расположено на соответствующей одной из противоположных первой и второй сторонах вершины куполообразной концевой стенки и указанной продольной оси потока для выпуска жидкости из указанного канала для первичной текучей среды в атмосферу без забора воздуха,

причем каждое из первого и второго выпускного отверстия имеет удлиненную щелевидную конфигурацию, которая сохраняет по существу постоянную ширину по мере прохождения соответствующего выпускного отверстия от первого конца ко второму концу,

при этом каждое из первого и второго выпускных отверстий проходит по существу на равном расстоянии от каждой стороны вершины куполообразной концевой стенки,

причем каждое из первого и второго выпускных отверстий имеет центральную линию, которая находится по существу под одинаковым углом по направлению наружу по отношению к указанной продольной оси потока корпуса распылительного наконечника; и

- узел широтно-импульсной модуляции, включающий в себя соленоидный клапан включения / выключения с электрическим приводом, который осуществляет колебания между открытым положением, в котором текучей среде обеспечена возможность прохождения в предварительное отверстие распылительного наконечника, и закрытым положением, в котором заблокировано прохождение текучей среды в распылительный наконечник.

12. Узел распылительной форсунки по п. 11, дополнительно включающий в себя направляющую для управления потоком, расположенную на верхней по потоку стороне элемента для управления потоком вблизи предварительного отверстия,

причем направляющая для управления потоком включает в себя внутреннюю поверхность, которая по существу гладкая в направлении потока текучей среды и выполнена с возможностью способствования получению ламинарного потока текучей среды к предварительному отверстию.

13. Узел распылительной форсунки по п. 12, в котором направляющая для управления потоком является одной из пары направляющих для управления потоком, каждая из которых имеет С-образную конфигурацию, которая по существу центрирована на предварительном отверстии,

при этом пара направляющих для управления потоком по меньшей мере частично окружает предварительное отверстие.

14. Узел распылительной форсунки по п. 13, в котором каждая из указанной пары направляющих для управления потоком имеет по существу плоскую поверхность для захвата на наружной стороне соответствующей направляющей для управления потоком,

при этом плоские поверхности для захвата расположены напротив друг друга.

15. Узел распылительной форсунки по п. 11, в котором вторичная камера, образующая канал для вторичной текучей среды, расположена в канале для первичной текучей среды,

при этом вторичная камера расположена таким образом, что текучая среда, поступающая в корпус распылительного наконечника через предварительное отверстие, попадает в канал для вторичной текучей среды.

16. Узел распылительной форсунки по п. 15, в котором вторичная камера проходит на длину меньше, чем вся длина первой части корпуса распылительного наконечника, и указанная камера открыта на нижнем по потоку конце, так что текучая среда, выходящая из канала для вторичной текучей среды, направлена в канал для первичной текучей среды.

17. Узел распылительной форсунки по п. 16, в котором между стенкой вторичной камеры и внутренней стенкой канала для первичной текучей среды образован рециркуляционный канал,

при этом рециркуляционный канал на нижнем по потоку конце сообщается с каналом для первичной текучей среды, и

при этом рециркуляционный канал сообщается с каналом для вторичной текучей среды через множество отверстий Вентури в стенке вторичной камеры вблизи верхнего по потоку конца вторичной камеры.

18. Узел распылительной форсунки по п. 16, в котором соотношение площади поперечного сечения канала для вторичной текучей среды к площади поперечного сечения предварительного отверстия составляет 4:1.

19. Узел распылительной форсунки по п. 11, в котором на наружной поверхности куполообразной концевой стенки обеспечена пара отражателей для текучей среды,

при этом один отражатель для текучей среды расположен рядом с каждым из выпускных отверстий,

при этом каждый отражатель для текучей среды имеет отражающую поверхность, которая расположена на внешней кромке соответствующего выпускного отверстия и лежит в одной плоскости с ним.

20. Узел распылительной форсунки по п. 11, в котором элемент для управления потоком содержит элемент, который размещен в соответствующем отверстии на впускном конце корпуса распылительного наконечника.