一种用于输送轨道流体射流的装置的制作方法

本发明涉及一种用于输送轨道流体射流的装置，以及包括所述输送轨道流体射流装置的一种流体喷射装置，例如淋浴头。

背景技术：

1、有各种流体喷射装置，分为单射流或多射流，轨道射流或非轨道射流，装载颗粒或不装载颗粒，例如淋浴头、喷枪、软管，以及喷射喷嘴等。轨道射流装置实现产生环形冲击的轨道射流，允许：(i)处理更大的表面，(ii)对目标进行更强和更有效的冲击。这些轨道射流装置的技术性能和运行成本令人感兴趣。

2、根据参考文献fr2934508a1(raissi kaddour[fr])，流体喷射装置可同时实现多个轨道射流，从而提高处理性能。这些轨道射流根据图4的解决方案配置：由孔口(op)排出的射流流入通道，该通道从顶部的入口(ep)延伸穿过转子(rp)直到底部的出口(spq)。通道被配置为在通过通道的流动的作用下实现转子的旋转(例如，通道采取螺旋路径通过转子)。转子安装在沿转子每一侧设置的轴承上。

3、然而，考虑到该装置在侵蚀性和不清洁的环境中使用，该装置暴露于通常载有颗粒的流体流中，该装置在旋转部件的层面上面临积垢和摩擦的问题。轴承表面上出现的水垢和腐蚀沉积物，对所述转子的枢转会造成摩擦和阻力。使用密封轴承并不能改善这种情况，因为凸缘产生的摩擦会严重干扰转子(rp)的旋转。

4、滚子或摩擦轴承的系统性积垢引起阻碍转子旋转的摩擦，并使装置不可靠和非稳健，从而阻止了任何工业开发的可能性并关闭了市场的大门。

5、本发明的目的是克服至少一个上述问题。

技术实现思路

1、该目的通过提供一种用于输送轨道流体射流的装置来实现，该装置类似于fr2934508a1的装置。然而，fr2934508a1的装置中的安装件是包围转子的轴的轴承，与其不同的，本发明的特征在于使用球窝轴承布置来悬挂转子，其中安装件包括承窝，并且转子包括配置为嵌套在承窝内的球，其中承窝支撑转子的重量并允许球/轴/转子相对于承窝旋转。该实施例在图20和图21中示出。

2、在第一方面，本发明提供了一种用于输送轨道流体射流的装置，包括：

3、主体，包括设有流体入口和流体出口的压力室；

4、转子，其具有顶部、底部、旋转轴线和流体通道；该流体通道具有：在位于轴线上的转子顶部的流体入口，用于接收来自主体的流体出口的流体；位于转子的底部并与轴线间隔开的出口，以及在入口和出口之间提供流体连通的螺旋通道，该螺旋通道配置为当流体被迫通过通道时使转子绕轴线旋转；以及

5、用于可旋转地安装转子的安装件。

6、本发明的装置的特征在于，安装件设置在压力室内，并且转子包括延伸穿过压力室的流体出口的轴，其中，轴悬挂在安装件上，用于相对于安装件围绕旋转轴线旋转。

7、在任何实施例中，安装件包括具有中心孔的承窝，其中，轴延伸穿过中心孔；并且包括围绕轴安装的球，该球配置为嵌套在承窝中，球和轴相对于承窝旋转。

8、该承窝通常是凹形的，并且在一个实施例中包括半球形凹陷。然而，它也可以包括圆锥形或截头锥体形凹陷。

9、在任何实施例中，球都是球形的。在其它实施例中，球可以是半球形的或包括半球形底座。在另一个实施例中，球具有凸形底座。

10、在任何实施例中，安装件的轴承表面包括滚珠轴承或滚柱轴承。

11、在任何实施例中，该装置包括轴导向件，该轴导向件设置在压力室中，位于安装件和流体出口之间。轴导向件可以是例如围绕轴的一部分的轴承，以在围绕旋转轴线(zp)旋转期间限制轴的横向运动。

12、在另一个实施例中，本发明的装置的特征在于，转子由具有旋转轴线(zp)和沿旋转轴线(zp)定位的轴向轴(ap)的陀螺(tp)提供，并且安装件包括设置在压力室(ch)中的导向腔(dp)和座腔(bp)，其中轴向轴(ap)安装成在导向腔和座腔之间绕旋转轴线(zp)旋转。

13、导向腔和座腔通常配置为允许在轴向轴的相应端部和孔之间有一定程度的间隙。通常，间隙包括轴向轴相对于支撑腔的轴向间隙。该间隙通常还包括在轴向轴的一端或两端与腔之间的一定程度的横向间隙。

14、在任何实施例中，螺旋通道包括端对端连接的多个直通道部分，并沿螺旋路径部署。

15、在任何实施例中，螺旋通道从入口到出口向内或向外逐渐变细。

16、在任何实施例中，转子(rp)包括多个通道。这些通道通常包括公共的入口(ep)和上部，以及位于下部的独立通道出口(sp1、sp2…spq)。

17、在任何实施例中，轴向轴(ap)的相应端部与导向腔(dp)和座腔(bp)被配置为在轴向轴和腔之间提供轴向或横向间隙。

18、在任何实施例中，轴向轴(ap)的相应端部与座腔(bp)和导向腔(dp)被配置为使得轴向轴和导向腔(dp)之间的间隙大于轴向轴和座腔(bp)之间的间隙。

19、在任何实施例中，所述或每个通道出口(spq)位于转子(rp)底部的外围。

20、在任何实施例中，主体(k)具有上部(2)和联接到上部以形成压力室(ch)的下部(4)，其中下部包括多个流体出口(o1、o2…op)和多个相应的转子接收室(5)，其中下部包括直立支撑件，当上部和下部联接在一起时，该直立支撑件伸入压力室(ch)，其中多个导向腔(dp)以间隔开的关系安装到直立支撑件上。

21、在任何实施例中，该装置包括联接到直立支撑件的第一安装元件(3)，其中多个导向腔(dp)联接到第一安装元件(3)。

22、在任何实施例中，主体(k)的下部(4)包括联接到主体(k)的下部的底座的第二安装元件(6)，其中多个座腔(bp)安装到第二安装元件上。

23、在任何实施例中，第一安装元件(3)和第二安装元件(6)彼此平行设置。

24、在任何实施例中，第一安装元件(3)和/或第二安装元件(6)都以支撑元件的形式提供。支撑元件具有中心部分和从中心部分径向向外延伸的多个臂，其中每个臂包括设置在其端部上的空腔。该空腔可以安装在臂上或者形成(例如钻孔)在臂上。

25、在任何实施例中，下部包括至少三个转子接收室(5)，每个室包含一个转子(rp)。

26、在任何实施例中，该装置包括具有远端和通腔的手柄(1)，其中手柄的远端连接到主体(k)，通腔流体连接到压力室(ch)。

27、在任何实施例中，座腔(bp)和导向腔(dp)是碗形的。

28、在任何实施例中，碗形腔(dp和bp)是凹形的或漏斗形的。

29、在任何实施例中，转子具有完全或部分圆柱形的形状。在任何实施例中，转子呈截头圆锥形。

30、在任何实施例中，轴向轴(ap)的每一端向内逐渐变细至轴向尖端。尖端可以是例如漏斗形或凸形。

31、在另一方面，本发明提供了一种流体喷射装置，所述流体喷射装置包括一个或多个根据本发明所述的装置。

32、根据本发明的装置通过提出一种产生轨道射流的新的可靠且稳健的解决方案，使得有可能解决上述问题，即使在流体带有或不带有颗粒的情况下，并且尽管旋转部件被例如水垢等沉积物污染的情况下，也能产生轨道射流。因此，根据本发明的装置，具有新的工业开发前景和机会。

33、该装置提供了一种新的解决方案，无需滚柱轴承或摩擦轴承就能产生轨道射流，这种轴承被认为在侵蚀性和非清洁环境中对污垢非常敏感。这种新的解决方案是由陀螺的示例启发而来的，陀螺绕其旋转轴线旋转，直到非常低的摩擦力使旋转停止。

34、因此，根据本发明的装置设置有具有特定几何形状的“p”个陀螺(tp)，因为每个陀螺都具有下尖端和上尖端，如图5所示。这两个尖端插入两个空腔内：(i)下腔，被称为“座腔(bp)”，其接收轴向轴的下尖端，并用作陀螺(tp)的旋转支撑，以及(ii)上腔，被称为“导向腔(dp)”，其位于孔口(op)上游的压力室(ch)中，接收轴向轴的上尖端，以引导陀螺，并防止旋转中的所述陀螺(tp)与装置之间的任何干涉，如图12所示。座腔(bp)必须尽可能薄，以避免轨道射流(ojpq)在离开转子(spq)后发生改变。每个陀螺(tp)在座腔(bp)和导向腔(dp)之间的安装和定位被配置为提供间隙，例如横向或轴向间隙(j1、j2、j3)，如图12所示。每个陀螺(tp)由嵌在轴(ap)上的转子(rp)组成，使得它们各自的轴线(例如陀螺的轴线和轴向轴的轴线)重合，如图11所示。每个陀螺(tp)具有以轴(ap)为中心的环形入口(ep)，该环形入口通向设置在转子(rp)上的通道(cpq)，如图15、图16、图17、图18和图19所示。

35、如上所述，根据本发明装置的工作原理如下，图5：一种或多种流体(可以带有或不带有颗粒)到达腔室(ch)，并以环形射流(jap)的形式通过孔口(op)和轴(ap)之间的环形空间排出，围绕轴(ap)流到流体入口(ep)，然后穿过转子(rpq)所配备的通道(cpq)。

36、通道(cpq)从位于每个转子(rp)顶部并以轴线(zp)为中心的公共入口(ep)延伸到位于转子(rp)底部外围的独立出口(spq)，沿着螺旋轨迹延伸，如图15至图19所示，由此在这些通道中的每个环形射流(jap)的流动产生相对于轴线(zp)的机械扭矩或力矩，该机械扭矩或力矩施加在陀螺(tp)上，使陀螺相对于座腔(bp)和导向腔(dp)旋转，在装置的出口处产生轨道射流(jopq)。

37、构成陀螺(tp)以及座腔(bp)和导向腔(dp)的材料的选择通常强烈影响所述陀螺(tp)的旋转，并因此影响根据本发明的装置的运行。因此，为了保证该装置的最佳可靠性和坚固性，这些材料优选地必须具有良好的机械抗力和抗氧化性，并且确保在陀螺(tp)、座腔(bp)和导向腔(dp)之间的接触表面处具有良好的滑动和滚动性。

38、总之，根据本发明的装置采用了一种可靠且稳健的解决方案，以产生“n”个轨道射流(ojpq)，无论流体带有或不带有颗粒。尽管在有污垢的情况下，也是如此。根据本发明的装置具有一个或多个(“p”个)陀螺(tp)，每个陀螺由凹入轴(ap)上的转子(rp)组成。该装置的每个陀螺包括环形输入端(ep)，该环形输入端(ep)供给到螺旋几何形状的流体通道中，该流体通道通向位于所述转子(rp)底部外围的输出端(spq)。每个陀螺(tp)的定位和保持通过容纳轴向轴(ap)两端的座腔(bp)和导向腔(dp)完成。

39、在任何实施例中，本发明提供了一种用于输送带有或未带有颗粒的“n”个轨道流体射流的装置，其中n≥1，适用于诸如剥离、喷砂、抛光、喷丸、清洗、按摩、擦洗、烘干、洒水、喷漆和雾化的应用中，该装置包括：主体(k)，其具有压力室(ch)，该压力室配备有带有或不带有颗粒的流体的入口(ef)和“p”个孔口(op)，其中p≥1；

40、“p”个陀螺(tp)，每个陀螺具有旋转轴线(zp)，并由沿旋转轴线(zp)定位的轴向轴(ap)组成；转子(rp)具有顶部和底部，并包括“q”个通道(cpq)，q≥1，具有：

41、(i)位于转子顶部并以轴线(zp)为中心的共用主入口(ep)，接收来自孔口(op)的环形射流(jap)；

42、(ii)“q”个输出端(spq)位于转子(rp)的底部，远离轴线(zp)；“q”个螺旋通道确保共用输入端(ep)和输出端(spq)之间的流体连通，并且被配置为当环形射流(jap)流入所述一个或多个通道(cpq)时，使陀螺(tp)围绕轴线(zp)旋转；

43、该装置的特征在于，轴(ap)安装在位于孔口(op)上游的压力室(ch)内的导向腔(dp)和座腔(bp)之间，以围绕旋转轴线(zp)旋转，轴(ap)的相应端部与腔(bp、dp)之间的连接被配置为具有间隙。

44、在任何实施例中，每个螺旋通道(cpq)由多个端对端连接的直导管部分组成，并沿着螺旋轨迹部署。

45、在任何实施例中，每个螺旋通道(cpq)是收敛的或发散的。

46、在任何实施例中，轴(ap)的相应端部、座腔(bp)和导向腔(dp)被配置为确保轴(ap)的上端和导向腔(dp)之间具有轴向和径向(横向)间隙，以及轴(ap)和座腔(bp)之间具有径向间隙。

47、在任何实施例中，输出端(spq)位于转子(rp)底部的外围。

48、在任何实施例中，主体(k)由上部部件和两个支撑部件(3)和(6)组成，该上部部件包括设有与压力室(ch)连通的入口(ef)的手柄(1)，该上部部件连接到下部部件，该下部部件包括多个孔口(op)和多个用于容纳陀螺(tp)的腔室(5)，在支撑部件(3)和(6)上安装有座腔(bp)和导向腔(dp)，支撑部件(3)和(6)通过螺钉(9)连接到下部部件并通过销(8)成角度地定位。

49、在任何实施例中，座腔(bp)和导向腔(dp)是凹形的，例如呈碗形或漏斗形。

50、在任何实施例中，轴(ap)的每一端逐渐变细，直到所述轴(ap)的轴线上的一点。

51、在任何实施例中，每个陀螺(tp)、导向腔(dp)和座腔(bp)以及每个孔口(op)相对于轴线(zv)倾斜一角度(β)。在任何实施例中，角度β在0°和20°之间，优选地在5°和10°之间。

52、在任何实施例中，每个陀螺(tp)由转子(rp)组成，转子(rp)通过任何合适的方式凹入轴(ap)上，例如紧密调整、胶合或螺钉类型的障碍物。

53、在任何实施例中，插入件(适当地由抗磨损和抗氧化的材料制成，并保证必要的滑动和滚动条件)被集成到每个轴(ap)的下尖端和上尖端以及每个座腔(bp)和每个导向腔(dp)中。合适材料的示例包括不锈钢、陶瓷和一些塑料。

54、在任何实施例中，每个陀螺(tp)被制成单件，并且包括“q”个通道(cpq)，该通道(cpq)具有公共入口(ep)，公共入口(ep)以位于轴线(zp)上的上尖端为中心，通道(cpq)从该入口(ep)向上展开到位于陀螺(tp)底部并远离轴线(zp)的输出端(spq)，沿着螺旋轨迹，这些通道可以是收敛的或发散的，具有圆形或非圆形的横截面，由多个端对端连接的直导管部分组成，并且沿着螺旋轨迹部署，或者以螺旋的形式部署。

55、本发明的其它方面和优选实施例在下面阐述的其他权利要求中进行了定义和描述。