高压脉冲喷嘴组件

摘要

一种用于为工业部件清洁和/或去毛刺的高压液体投射组件，其具有壳体，该壳体具有适用于与受压液体源相连的入口、出口以及将所述入口连接到所述出口的流体通路。流体室在壳体内形成并绕所述通路的中间部分设置。至少一个开口在壳体内被形成，该开口将所述室流体地连接到所述通路而在壳体上的控制端口流体地连接到所述室。所述控制端口适于被连接到可变流动受压液体源从而改变作为阀开度的函数的来自出口的投射椎体模式。

权利要求

1.一种用于工业部件清洁的高压液体投射组件，其包括：喷嘴壳体，所述喷嘴壳体具有适用于与受压液体源连接的入口、出口以及将所述入口连接到所述出口的流体通路，与所述壳体相邻的端部，该端部形成邻近出口的出口腔，套筒，

在所述套筒与所述端部之间形成的流体室，所述流体室被设置成绕所述出口腔的中间部分，在所述端部内形成的至少一个开口，所述开口将所述室流体地连接到所述通路，在所述壳体上的控制端口以及在所述壳体内的通道，所述通道将所述控制端口流体地连接到所述室，其中所述控制端口适用于被连接到具有可变流动的所述受压液体源从而改变来自所述出口的喷射模式。

2.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其包括被连接在所述受压液体源与所述控制端口之间的可变开度阀。

3.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其包括被设置在所述室内的挡板，所述挡板限定在所述室内的两个子室。

4.根据权利要求3所述的高压液体投射组件，其中所述通道向一个子室打开且所述开口向另一个子室打开。

5.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其中所述至少一个开口包括多个圆周向间隔的开口。

6.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其包括沿所述通路在中间位置形成的文氏管。

7.根据权利要求6所述的高压液体投射组件，其中所述至少一个开口在所述文氏管与所述出口之间的一个位置处向所述通路打开。

8.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其中所述壳体包括本体和绕所述本体设置的套筒，其中所述通路被形成通过所述本体，所述室被形成在所述本体与所述套筒之间。

9.根据权利要求2所述的高压液体投射组件，其包括用于循环地打开与关闭所述阀从而调节来自所述出口的喷射模式的装置。

10.根据权利要求1所述的高压液体投射组件，其中所述喷嘴壳体适用于被机器人臂携带。

说明书

高压脉冲喷嘴组件

相关申请的交叉引用

[0001] 本申请要求于2007年8月23日提交的序列号为11/466,619的美国专利申请的优先权。

技术领域

[0002] 本发明一般涉及用于为工业部件清洁和/或去毛刺的高压液体投射组件，更为具体地说，涉及带有可变喷射模式的这样的组件。

背景技术

[0003] 高压液体投射喷嘴(high-pressure liquid projection nozzle)被用于许多不同的工业应用中。例如，这样的喷嘴被用于清洁工业部件、为工业部件去毛刺等。这样的喷嘴典型地以几千磅/平方英寸(psi)的压强投射液体。

[0004] 然而，这些当前公知的喷嘴的一个缺点，就是喷嘴是固定几何形状。这样，一个喷嘴可被用于给部件去毛刺而不同的喷嘴被用于喷射清洗其他部件。在通过机器臂操作喷嘴的地方，转换喷嘴以完成不同的制造和/或清洁操作不期望地为全部工业操作增加了循环时间。此外，当将喷嘴从为了一种应用的一种喷嘴类型换为不同喷嘴时，必然会使用笨重的流体联结器以确保与喷嘴的不透水连接。

[0005] 尤其在清洗应用中，这些固定几何形状的喷嘴的再一个缺点是在清洁操作期间所使用的稳定状态的液体投射不仅消耗过多的清洁溶液，而且过分冲洗待处理部件从而导致更低的效率。这样不仅增加了清洁操作的费用，而且也可产生在使用后处置清洁溶液方面的环境问题以及费用。

发明内容

[0006] 本发明提供一种高压液体投射组件，该高压液体投射组件克服了现有已知装置的所有上述缺点。

[0007] 简而言之，本发明的高压液体投射组件包括具有适于与受压液体源连接的入口、出口以及将入口连接到出口的液体通路的喷嘴壳体。优选在流体通路中点形成文氏管。

[0008] 流体室被形成在壳体中从而该室围绕通路的中间部分被设置。至少一个且更为典型地多个圆周向间隔的开口被形成在壳体内，该开口将室流体地连接到通路。

[0009] 当在壳体中的通道将控制端口流体地连接到室时，控制端口被连接到壳体。而且，控制端口适于被连接到可变流动受压液体源，该可变流动受压液体源可变地引导流体经由开口穿过通路从室进入流体流动。这样做时，来自壳体出口的液体投射模式作为从室穿过开口并进入通路的液体流速的函数而变化。

[0010] 在本发明的优选实施例中，可变开度阀流体地连接在到喷嘴的入口与控制端口之间。因而，通过可变地打开阀，向室内提供可变流动并向横穿出口腔的主液体流动内提供可变流动从而改变投射椎体模式。此外，为了获得不同固定投射椎体模式，阀可被打开到不同固定位置，或者可替换地，阀可被循环地打开与关闭以产生来自喷嘴出口的各种投射椎体模式的对应循环。

[0011] 本发明的高压液体投射组件可有利地与机器人臂一同使用，其中机器人臂不仅操控壳体的位置，而且通过可变地打开阀而控制投射椎体模式。因此通过获得作为阀开度的函数的不同椎体模式，本发明的单一液体喷射组件可被用于实现多种且不同的制造和/或清理操作。

附图说明

[0012] 当联系附图阅读时，参照以下详细说明，将更好理解本发明，其中在全部的多个图形中相同的附图标记表示相同部分，并且其中：

[0013] 图1示出与机器人臂一同使用的本发明的优选实施例的正视图；

[0014] 图2示出本发明的优选实施例的纵向剖视图；

[0015] 图3示出操作本发明的操作的一个模式或阶段的纵向剖视图；

[0016] 图4与图3相似，但示出操作的第二模式或阶段；以及

[0017] 图5与图3和4相似，但仍示出本发明操作的又一个模式或阶段。

具体实施方式

[0018] 首先参照图1，这里示出的根据本发明用于工业部件清洁或去毛刺的高压液体投射组件10被连接到机器人臂12的自由端。在传统方式中，为了将组件10定位到期望的制造和/或清理操作的位置，机器人臂12操控组件10的位置。

[0019] 现在参照图2，其示出液体投射组件10的一部分且包括具有本体15与套筒28的喷嘴壳体14，且该喷嘴壳体14是细长的且大体圆形。入口16被形成在壳体14的一端18处且出口20被形成在它的另一端22。细长通路24将入口16流体地连接到出口20且该通路24包括文氏管区段26，该文氏管区段26增加了在通路内入口16与出口20及出口20附近的出口腔21之间的中间位置处的液体速度。该出口腔21包括圆筒形区段23以及向出口20打开的向外扩口区段25。

[0020] 套筒28被设置在邻近壳体14端部22围绕本体15。套筒28通过邻近套筒28的每一个端部的环状O形环30与本体15是流体密封的。套筒28与本体15一起形成流体室32，该流体室32的形状一般呈环状且该流体室32被设置在通路24中间区段处绕通路24。
本体15也包括向外延伸的环状挡板34，该环状挡板34凸出到室32内并将室32分离成两个子室38与40。挡板34的目的将随后说明。

[0021] 仍参照图2，控制端口42被连接到本体15的外周部分并从该处向外延伸。通过在本体15内形成的通道44，该端口42被流体地连接到子室38。可利用任何传统方式形成通道44，例如通过钻成穿过本体15纵向延伸的钻孔并且塞住该钻孔的外端。

[0022] 通过穿过本体15形成的至少一个且优选多个圆周向间隔的孔46，子室40被流体地连接到出口腔21的圆筒形区段25。这些孔46的剖切形状远远小于出口腔区段25。现在参考图3，高压液体源50被流体地连接到壳体入口16。高压液体源50典型地具有在几千磅/平方英寸范围内的压强。

[0023] 通过具有可旋转阀构件56的阀54，旁侧通路52将源50流体地连接到控制端口42。在图3中所示的结构中，阀构件56被定向以允许自由流体流经旁侧通路52并进入控制端口42。

[0024] 在操作中且阀构件56在图3中所示位置处，高压流体从入口16流经通路24并到达出口20。同时，高压流体流经控制端口42、经过通道44并进入壳体室32。从壳体室32，液体流经端口46并进入穿过通路24的主流。

[0025] 经过约束端口46的液体流动扰动了在出口腔21内经过通路24的流体从而导致相对宽的液体喷射模式60。更宽的喷射模式将顺次导致施加到待处理的工业部件上的更小的冲击压力；相反，窄喷射模式将在更小面积上集中几乎相同的冲击能量，从而导致局部的最高冲击压力。在清洗操作期间，例如，对于清洗工业部件，这样的宽喷射模式是有用的。

[0026] 在液体的流动经过控制端口42并进入室32期间，挡板34有效地最小化室32内的液体湍流从而在流体到达围绕开口46的子室40的时候有效地消除了在流体流动中的所有湍流。这样，顺次，获得经过每一个孔46的相对均匀的流动从而产生均匀喷射模式60。

[0027] 现在参照图4，阀构件56被旋转从而只有极为受约束的流体流动被允许穿过阀54并进入控制端口42。这样，顺次，导致经过开口46的更低的流体流速从而来自出口20的喷射模式60′比图3中示出的喷射模式60更窄。

[0028] 相似地，参照图5，阀构件56被旋转从而终止了所有流入控制端口42的流体流动。当这发生时，没有流体流动穿过孔46从而产生通常由文氏管26单独导致的非常窄类型的喷射模式60″。

[0029] 虽然示出的阀54具有旋转阀构件56，但是要理解的是，当然在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可利用任何类型的阀来控制流体流动到控制端口42内。

[0030] 此外，也要理解的是阀54可以是可选且可变地打开与关闭到预设位置从而导致所期望的模式60-60″。然而，反过来，阀54可连续打开与关闭，例如通过阀构件56的连续旋转，这产生从图3中所示的相对宽喷射模式60到图5中所示的窄喷射模式60″的连续变化的喷射模式。在许多应用中，例如清洗应用，通过连续改变喷射模式可以更加有效地完成实际的清洗操作。

[0031] 正如可从前面所见，本发明提供了一种新颖的液体喷射组件，在该液体喷射组件中可仅仅通过调节控制进入控制端口内的流体流动的阀来调节液体投射模式。因此，如果通过如图1中所示的机器臂12操控，可通过调节阀构件将喷嘴组件10调节为相对宽的喷射60。因此，通过简单地将阀构件调节到图5中所示的位置，更高的压力喷射可被用于其他制造操作，例如去毛刺操作，而不用物理地改变喷嘴壳体14。

[0032] 尽管已经描述了我的发明，但是本技术领域的技术人员仍将面对其许多改型，而这些改型并没有偏离由所附的权利要求范围所限定的本发明精神。