本發(fā)明涉及一種用于輸送軌道流體射流的裝置，以及包括所述輸送軌道流體射流裝置的一種流體噴射裝置，例如淋浴頭。

背景技術(shù)：

1、有各種流體噴射裝置，分為單射流或多射流，軌道射流或非軌道射流，裝載顆?；虿谎b載顆粒，例如淋浴頭、噴槍、軟管，以及噴射噴嘴等。軌道射流裝置實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生環(huán)形沖擊的軌道射流，允許：(i)處理更大的表面，(ii)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行更強(qiáng)和更有效的沖擊。這些軌道射流裝置的技術(shù)性能和運(yùn)行成本令人感興趣。

2、根據(jù)參考文獻(xiàn)fr2934508a1(raissi?kaddour[fr])，流體噴射裝置可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)軌道射流，從而提高處理性能。這些軌道射流根據(jù)圖4的解決方案配置：由孔口(op)排出的射流流入通道，該通道從頂部的入口(ep)延伸穿過(guò)轉(zhuǎn)子(rp)直到底部的出口(spq)。通道被配置為在通過(guò)通道的流動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)(例如，通道采取螺旋路徑通過(guò)轉(zhuǎn)子)。轉(zhuǎn)子安裝在沿轉(zhuǎn)子每一側(cè)設(shè)置的軸承上。

3、然而，考慮到該裝置在侵蝕性和不清潔的環(huán)境中使用，該裝置暴露于通常載有顆粒的流體流中，該裝置在旋轉(zhuǎn)部件的層面上面臨積垢和摩擦的問(wèn)題。軸承表面上出現(xiàn)的水垢和腐蝕沉積物，對(duì)所述轉(zhuǎn)子的樞轉(zhuǎn)會(huì)造成摩擦和阻力。使用密封軸承并不能改善這種情況，因?yàn)橥咕壆a(chǎn)生的摩擦?xí)?yán)重干擾轉(zhuǎn)子(rp)的旋轉(zhuǎn)。

4、滾子或摩擦軸承的系統(tǒng)性積垢引起阻礙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的摩擦，并使裝置不可靠和非穩(wěn)健，從而阻止了任何工業(yè)開(kāi)發(fā)的可能性并關(guān)閉了市場(chǎng)的大門。

5、本發(fā)明的目的是克服至少一個(gè)上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、該目的通過(guò)提供一種用于輸送軌道流體射流的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該裝置類似于fr2934508a1的裝置。然而，fr2934508a1的裝置中的安裝件是包圍轉(zhuǎn)子的軸的軸承，與其不同的，本發(fā)明的特征在于使用球窩軸承布置來(lái)懸掛轉(zhuǎn)子，其中安裝件包括承窩，并且轉(zhuǎn)子包括配置為嵌套在承窩內(nèi)的球，其中承窩支撐轉(zhuǎn)子的重量并允許球/軸/轉(zhuǎn)子相對(duì)于承窩旋轉(zhuǎn)。該實(shí)施例在圖20和圖21中示出。

2、在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于輸送軌道流體射流的裝置，包括：

3、主體，包括設(shè)有流體入口和流體出口的壓力室；

4、轉(zhuǎn)子，其具有頂部、底部、旋轉(zhuǎn)軸線和流體通道；該流體通道具有：在位于軸線上的轉(zhuǎn)子頂部的流體入口，用于接收來(lái)自主體的流體出口的流體；位于轉(zhuǎn)子的底部并與軸線間隔開(kāi)的出口，以及在入口和出口之間提供流體連通的螺旋通道，該螺旋通道配置為當(dāng)流體被迫通過(guò)通道時(shí)使轉(zhuǎn)子繞軸線旋轉(zhuǎn)；以及

5、用于可旋轉(zhuǎn)地安裝轉(zhuǎn)子的安裝件。

6、本發(fā)明的裝置的特征在于，安裝件設(shè)置在壓力室內(nèi)，并且轉(zhuǎn)子包括延伸穿過(guò)壓力室的流體出口的軸，其中，軸懸掛在安裝件上，用于相對(duì)于安裝件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。

7、在任何實(shí)施例中，安裝件包括具有中心孔的承窩，其中，軸延伸穿過(guò)中心孔；并且包括圍繞軸安裝的球，該球配置為嵌套在承窩中，球和軸相對(duì)于承窩旋轉(zhuǎn)。

8、該承窩通常是凹形的，并且在一個(gè)實(shí)施例中包括半球形凹陷。然而，它也可以包括圓錐形或截頭錐體形凹陷。

9、在任何實(shí)施例中，球都是球形的。在其它實(shí)施例中，球可以是半球形的或包括半球形底座。在另一個(gè)實(shí)施例中，球具有凸形底座。

10、在任何實(shí)施例中，安裝件的軸承表面包括滾珠軸承或滾柱軸承。

11、在任何實(shí)施例中，該裝置包括軸導(dǎo)向件，該軸導(dǎo)向件設(shè)置在壓力室中，位于安裝件和流體出口之間。軸導(dǎo)向件可以是例如圍繞軸的一部分的軸承，以在圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(zp)旋轉(zhuǎn)期間限制軸的橫向運(yùn)動(dòng)。

12、在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置的特征在于，轉(zhuǎn)子由具有旋轉(zhuǎn)軸線(zp)和沿旋轉(zhuǎn)軸線(zp)定位的軸向軸(ap)的陀螺(tp)提供，并且安裝件包括設(shè)置在壓力室(ch)中的導(dǎo)向腔(dp)和座腔(bp)，其中軸向軸(ap)安裝成在導(dǎo)向腔和座腔之間繞旋轉(zhuǎn)軸線(zp)旋轉(zhuǎn)。

13、導(dǎo)向腔和座腔通常配置為允許在軸向軸的相應(yīng)端部和孔之間有一定程度的間隙。通常，間隙包括軸向軸相對(duì)于支撐腔的軸向間隙。該間隙通常還包括在軸向軸的一端或兩端與腔之間的一定程度的橫向間隙。

14、在任何實(shí)施例中，螺旋通道包括端對(duì)端連接的多個(gè)直通道部分，并沿螺旋路徑部署。

15、在任何實(shí)施例中，螺旋通道從入口到出口向內(nèi)或向外逐漸變細(xì)。

16、在任何實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子(rp)包括多個(gè)通道。這些通道通常包括公共的入口(ep)和上部，以及位于下部的獨(dú)立通道出口(sp1、sp2…spq)。

17、在任何實(shí)施例中，軸向軸(ap)的相應(yīng)端部與導(dǎo)向腔(dp)和座腔(bp)被配置為在軸向軸和腔之間提供軸向或橫向間隙。

18、在任何實(shí)施例中，軸向軸(ap)的相應(yīng)端部與座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)被配置為使得軸向軸和導(dǎo)向腔(dp)之間的間隙大于軸向軸和座腔(bp)之間的間隙。

19、在任何實(shí)施例中，所述或每個(gè)通道出口(spq)位于轉(zhuǎn)子(rp)底部的外圍。

20、在任何實(shí)施例中，主體(k)具有上部(2)和聯(lián)接到上部以形成壓力室(ch)的下部(4)，其中下部包括多個(gè)流體出口(o1、o2…op)和多個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)子接收室(5)，其中下部包括直立支撐件，當(dāng)上部和下部聯(lián)接在一起時(shí)，該直立支撐件伸入壓力室(ch)，其中多個(gè)導(dǎo)向腔(dp)以間隔開(kāi)的關(guān)系安裝到直立支撐件上。

21、在任何實(shí)施例中，該裝置包括聯(lián)接到直立支撐件的第一安裝元件(3)，其中多個(gè)導(dǎo)向腔(dp)聯(lián)接到第一安裝元件(3)。

22、在任何實(shí)施例中，主體(k)的下部(4)包括聯(lián)接到主體(k)的下部的底座的第二安裝元件(6)，其中多個(gè)座腔(bp)安裝到第二安裝元件上。

23、在任何實(shí)施例中，第一安裝元件(3)和第二安裝元件(6)彼此平行設(shè)置。

24、在任何實(shí)施例中，第一安裝元件(3)和/或第二安裝元件(6)都以支撐元件的形式提供。支撐元件具有中心部分和從中心部分徑向向外延伸的多個(gè)臂，其中每個(gè)臂包括設(shè)置在其端部上的空腔。該空腔可以安裝在臂上或者形成(例如鉆孔)在臂上。

25、在任何實(shí)施例中，下部包括至少三個(gè)轉(zhuǎn)子接收室(5)，每個(gè)室包含一個(gè)轉(zhuǎn)子(rp)。

26、在任何實(shí)施例中，該裝置包括具有遠(yuǎn)端和通腔的手柄(1)，其中手柄的遠(yuǎn)端連接到主體(k)，通腔流體連接到壓力室(ch)。

27、在任何實(shí)施例中，座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)是碗形的。

28、在任何實(shí)施例中，碗形腔(dp和bp)是凹形的或漏斗形的。

29、在任何實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子具有完全或部分圓柱形的形狀。在任何實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子呈截頭圓錐形。

30、在任何實(shí)施例中，軸向軸(ap)的每一端向內(nèi)逐漸變細(xì)至軸向尖端。尖端可以是例如漏斗形或凸形。

31、在另一方面，本發(fā)明提供了一種流體噴射裝置，所述流體噴射裝置包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的裝置。

32、根據(jù)本發(fā)明的裝置通過(guò)提出一種產(chǎn)生軌道射流的新的可靠且穩(wěn)健的解決方案，使得有可能解決上述問(wèn)題，即使在流體帶有或不帶有顆粒的情況下，并且盡管旋轉(zhuǎn)部件被例如水垢等沉積物污染的情況下，也能產(chǎn)生軌道射流。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置，具有新的工業(yè)開(kāi)發(fā)前景和機(jī)會(huì)。

33、該裝置提供了一種新的解決方案，無(wú)需滾柱軸承或摩擦軸承就能產(chǎn)生軌道射流，這種軸承被認(rèn)為在侵蝕性和非清潔環(huán)境中對(duì)污垢非常敏感。這種新的解決方案是由陀螺的示例啟發(fā)而來(lái)的，陀螺繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，直到非常低的摩擦力使旋轉(zhuǎn)停止。

34、因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)置有具有特定幾何形狀的“p”個(gè)陀螺(tp)，因?yàn)槊總€(gè)陀螺都具有下尖端和上尖端，如圖5所示。這兩個(gè)尖端插入兩個(gè)空腔內(nèi)：(i)下腔，被稱為“座腔(bp)”，其接收軸向軸的下尖端，并用作陀螺(tp)的旋轉(zhuǎn)支撐，以及(ii)上腔，被稱為“導(dǎo)向腔(dp)”，其位于孔口(op)上游的壓力室(ch)中，接收軸向軸的上尖端，以引導(dǎo)陀螺，并防止旋轉(zhuǎn)中的所述陀螺(tp)與裝置之間的任何干涉，如圖12所示。座腔(bp)必須盡可能薄，以避免軌道射流(ojpq)在離開(kāi)轉(zhuǎn)子(spq)后發(fā)生改變。每個(gè)陀螺(tp)在座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)之間的安裝和定位被配置為提供間隙，例如橫向或軸向間隙(j1、j2、j3)，如圖12所示。每個(gè)陀螺(tp)由嵌在軸(ap)上的轉(zhuǎn)子(rp)組成，使得它們各自的軸線(例如陀螺的軸線和軸向軸的軸線)重合，如圖11所示。每個(gè)陀螺(tp)具有以軸(ap)為中心的環(huán)形入口(ep)，該環(huán)形入口通向設(shè)置在轉(zhuǎn)子(rp)上的通道(cpq)，如圖15、圖16、圖17、圖18和圖19所示。

35、如上所述，根據(jù)本發(fā)明裝置的工作原理如下，圖5：一種或多種流體(可以帶有或不帶有顆粒)到達(dá)腔室(ch)，并以環(huán)形射流(jap)的形式通過(guò)孔口(op)和軸(ap)之間的環(huán)形空間排出，圍繞軸(ap)流到流體入口(ep)，然后穿過(guò)轉(zhuǎn)子(rpq)所配備的通道(cpq)。

36、通道(cpq)從位于每個(gè)轉(zhuǎn)子(rp)頂部并以軸線(zp)為中心的公共入口(ep)延伸到位于轉(zhuǎn)子(rp)底部外圍的獨(dú)立出口(spq)，沿著螺旋軌跡延伸，如圖15至圖19所示，由此在這些通道中的每個(gè)環(huán)形射流(jap)的流動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)于軸線(zp)的機(jī)械扭矩或力矩，該機(jī)械扭矩或力矩施加在陀螺(tp)上，使陀螺相對(duì)于座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)旋轉(zhuǎn)，在裝置的出口處產(chǎn)生軌道射流(jopq)。

37、構(gòu)成陀螺(tp)以及座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)的材料的選擇通常強(qiáng)烈影響所述陀螺(tp)的旋轉(zhuǎn)，并因此影響根據(jù)本發(fā)明的裝置的運(yùn)行。因此，為了保證該裝置的最佳可靠性和堅(jiān)固性，這些材料優(yōu)選地必須具有良好的機(jī)械抗力和抗氧化性，并且確保在陀螺(tp)、座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)之間的接觸表面處具有良好的滑動(dòng)和滾動(dòng)性。

38、總之，根據(jù)本發(fā)明的裝置采用了一種可靠且穩(wěn)健的解決方案，以產(chǎn)生“n”個(gè)軌道射流(ojpq)，無(wú)論流體帶有或不帶有顆粒。盡管在有污垢的情況下，也是如此。根據(jù)本發(fā)明的裝置具有一個(gè)或多個(gè)(“p”個(gè))陀螺(tp)，每個(gè)陀螺由凹入軸(ap)上的轉(zhuǎn)子(rp)組成。該裝置的每個(gè)陀螺包括環(huán)形輸入端(ep)，該環(huán)形輸入端(ep)供給到螺旋幾何形狀的流體通道中，該流體通道通向位于所述轉(zhuǎn)子(rp)底部外圍的輸出端(spq)。每個(gè)陀螺(tp)的定位和保持通過(guò)容納軸向軸(ap)兩端的座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)完成。

39、在任何實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于輸送帶有或未帶有顆粒的“n”個(gè)軌道流體射流的裝置，其中n≥1，適用于諸如剝離、噴砂、拋光、噴丸、清洗、按摩、擦洗、烘干、灑水、噴漆和霧化的應(yīng)用中，該裝置包括：主體(k)，其具有壓力室(ch)，該壓力室配備有帶有或不帶有顆粒的流體的入口(ef)和“p”個(gè)孔口(op)，其中p≥1；

40、“p”個(gè)陀螺(tp)，每個(gè)陀螺具有旋轉(zhuǎn)軸線(zp)，并由沿旋轉(zhuǎn)軸線(zp)定位的軸向軸(ap)組成；轉(zhuǎn)子(rp)具有頂部和底部，并包括“q”個(gè)通道(cpq)，q≥1，具有：

41、(i)位于轉(zhuǎn)子頂部并以軸線(zp)為中心的共用主入口(ep)，接收來(lái)自孔口(op)的環(huán)形射流(jap)；

42、(ii)“q”個(gè)輸出端(spq)位于轉(zhuǎn)子(rp)的底部，遠(yuǎn)離軸線(zp)；“q”個(gè)螺旋通道確保共用輸入端(ep)和輸出端(spq)之間的流體連通，并且被配置為當(dāng)環(huán)形射流(jap)流入所述一個(gè)或多個(gè)通道(cpq)時(shí)，使陀螺(tp)圍繞軸線(zp)旋轉(zhuǎn)；

43、該裝置的特征在于，軸(ap)安裝在位于孔口(op)上游的壓力室(ch)內(nèi)的導(dǎo)向腔(dp)和座腔(bp)之間，以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(zp)旋轉(zhuǎn)，軸(ap)的相應(yīng)端部與腔(bp、dp)之間的連接被配置為具有間隙。

44、在任何實(shí)施例中，每個(gè)螺旋通道(cpq)由多個(gè)端對(duì)端連接的直導(dǎo)管部分組成，并沿著螺旋軌跡部署。

45、在任何實(shí)施例中，每個(gè)螺旋通道(cpq)是收斂的或發(fā)散的。

46、在任何實(shí)施例中，軸(ap)的相應(yīng)端部、座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)被配置為確保軸(ap)的上端和導(dǎo)向腔(dp)之間具有軸向和徑向(橫向)間隙，以及軸(ap)和座腔(bp)之間具有徑向間隙。

47、在任何實(shí)施例中，輸出端(spq)位于轉(zhuǎn)子(rp)底部的外圍。

48、在任何實(shí)施例中，主體(k)由上部部件和兩個(gè)支撐部件(3)和(6)組成，該上部部件包括設(shè)有與壓力室(ch)連通的入口(ef)的手柄(1)，該上部部件連接到下部部件，該下部部件包括多個(gè)孔口(op)和多個(gè)用于容納陀螺(tp)的腔室(5)，在支撐部件(3)和(6)上安裝有座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)，支撐部件(3)和(6)通過(guò)螺釘(9)連接到下部部件并通過(guò)銷(8)成角度地定位。

49、在任何實(shí)施例中，座腔(bp)和導(dǎo)向腔(dp)是凹形的，例如呈碗形或漏斗形。

50、在任何實(shí)施例中，軸(ap)的每一端逐漸變細(xì)，直到所述軸(ap)的軸線上的一點(diǎn)。

51、在任何實(shí)施例中，每個(gè)陀螺(tp)、導(dǎo)向腔(dp)和座腔(bp)以及每個(gè)孔口(op)相對(duì)于軸線(zv)傾斜一角度(β)。在任何實(shí)施例中，角度β在0°和20°之間，優(yōu)選地在5°和10°之間。

52、在任何實(shí)施例中，每個(gè)陀螺(tp)由轉(zhuǎn)子(rp)組成，轉(zhuǎn)子(rp)通過(guò)任何合適的方式凹入軸(ap)上，例如緊密調(diào)整、膠合或螺釘類型的障礙物。

53、在任何實(shí)施例中，插入件(適當(dāng)?shù)赜煽鼓p和抗氧化的材料制成，并保證必要的滑動(dòng)和滾動(dòng)條件)被集成到每個(gè)軸(ap)的下尖端和上尖端以及每個(gè)座腔(bp)和每個(gè)導(dǎo)向腔(dp)中。合適材料的示例包括不銹鋼、陶瓷和一些塑料。

54、在任何實(shí)施例中，每個(gè)陀螺(tp)被制成單件，并且包括“q”個(gè)通道(cpq)，該通道(cpq)具有公共入口(ep)，公共入口(ep)以位于軸線(zp)上的上尖端為中心，通道(cpq)從該入口(ep)向上展開(kāi)到位于陀螺(tp)底部并遠(yuǎn)離軸線(zp)的輸出端(spq)，沿著螺旋軌跡，這些通道可以是收斂的或發(fā)散的，具有圓形或非圓形的橫截面，由多個(gè)端對(duì)端連接的直導(dǎo)管部分組成，并且沿著螺旋軌跡部署，或者以螺旋的形式部署。

55、本發(fā)明的其它方面和優(yōu)選實(shí)施例在下面闡述的其他權(quán)利要求中進(jìn)行了定義和描述。