EA001015B1

EA001015B1 - Распылительное устройство с форсункой и клапаном

Info

Publication number: EA001015B1
Application number: EA199900960A
Authority: EA
Inventors: Свен Эрик Ингемар Хальторп; Свен Йонас Моделль; Ян Тургни Стаффан Турессон
Original assignee: Свен Эрик Ингемар Хальторп
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2000-08-28
Also published as: JP2001526584A; NZ500299A; EP0991475B1; SE9703625D0; NO995106L; PT991475E; ES2207826T3; CN1104961C; EP0991475A1; DE69819725T2; AU725054B2; WO1998047623A1; EA199900960A1; PL336381A1; DK0991475T3; ATE253985T1; CA2287884A1; NO995106D0; SE9703625L; DE69819725D1

Description

Настоящее изобретение относится к распылительному устройству, содержащему клапан и форсунку для выброса струи жидкости. Более конкретно, настоящее изобретение относится к распылительному устройству, которое может быть использовано для очистки посредством воды и химикатов, для очистки посредством воздуха, для тушения пожара, для продувки, окраски распылением и т. п.

Для упрощения описания настоящее изобретение будет описано на основе варианта, предусматривающего очистку посредством использования распылителя высокого давления, но оно, конечно, может быть использовано и для других целей, когда жидкость проходит через клапан. Распылители высокого давления применяются в промышленности, например, для очистки оборудования в пищевой промышленности, химической промышленности и т.п.

Известны различные распылительные устройства, имеющие форсунку и клапан и предназначенные для использования в качестве распылителей высокого давления, которые соединены с устройствами управления, открывающими и перекрывающими поток, проходящий через распылительную форсунку. Общим признаком, которым должны обладать различные устройства управления для распылительных форсунок, является функция обеспечения безопасности, которая состоит в том, что необходимо перекрывать поток, идущий к распылительной форсунке, когда пользователь выпускает из рук рукоятку распылительной форсунки. В настоящее время такая функция безопасности обеспечивается за счет использования конструкции, в которой клапан распылительного устройства открывается при нажатии на блок управления в виде спускового крючка в скобе. Когда пользователь выпускает спусковой крючок, он отжимается назад, что вызывает закрытие клапана, и струя жидкости прерывается.

Конструкция, включающая рукоятку со скобой и спусковым крючком, создает большую статическую нагрузку на мышцы руки пользователя, которому приходится нажимать на крючок в течение всего периода работы. После рабочего дня может потребоваться, по меньшей мере, два часа для очистки, а это приводит к статической нагрузке на мышцы руки, вызывая усталость и приводя к производственным травмам.

Чтобы операция очистки требовала меньше напряжения, в некоторых случаях функцию безопасности устраняют, фиксируя спусковой крючок относительно ручки так, что клапан все время остается в открытом положении. Пользователю достаточно просто держать рукоятку и не приходится постоянно прижимать спусковой крючок к рукоятке. В этом случае, если пользователь уронит рукоятку в процессе очистки, поток жидкости под высоким давлением и трубка, через которую жидкость подается в распылительное устройство, могут нанести серьезные повреждения оборудованию и находящимся поблизости людям.

В настоящее время не существует распылительного устройства с форсункой и клапаном, которое обеспечивает безопасное функционирование без применения конструкции, включающей в себя спусковой крючок, который необходимо прижимать в процессе очистки.

Распылительные устройства с форсункой и клапаном, подобные вышеописанным, раскрыты в патентах ΌΕ 3527922, ΌΕ 19503101, И8Л4613074, ОВ 1593638. Недостаток этих распылительных устройств состоит в том, что в процессе работы они создают высокую статическую и эргономически неправильную нагрузку на мышцы руки и предплечья.

Описание полезной модели Дании 9500285 раскрывает пистолетную рукоятку для устройств высокого давления и инструментов высокого давления. Такая пистолетная рукоятка отличается тем, что спусковой крючок имеет точку поворота активирующего клина (курка), размещенную позади руки пользователя. В такой конструкции усилие, при помощи которого пользователь должен нажимать на крючок в направлении рукоятки, снижается, поскольку рука прижимается вперед в рукоятке, когда действует струя жидкости высокого давления. Однако недостатком такой конструкции является то, что крючок все равно приходится прижимать к рукоятке в течение всего процесса очистки, что также вызывает статическую нагрузку на мышцы руки.

Еще один недостаток известных распылительных устройств с форсункой и клапаном состоит в том, что рукоятка по своей конструкции не является прямым продолжением форсунки, из-за чего приходится принимать неудобное положение при очистке плоских поверхностей, расположенных на некотором расстоянии выше плоскости, на которой стоит пользователь. Многие пользователи часто работают в таком положении, когда трубка находится за спиной и идет через плечо, а рукоятку и форсунку необходимо удерживать рукой на некотором расстоянии впереди плеча. Такое положение нельзя занять в ходе использования современных распылительных устройств высокого давления с требуемой функцией безопасности.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать распылительное устройство с форсункой и клапаном, которое не обладало бы вышеуказанными недостатками.

Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из приведенного ниже описания изобретения.

Эти задачи достигаются посредством распылительного устройства с форсункой и клапаном по п. 1 формулы изобретения. Наиболее предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к распылительному устройству, содержащему клапан и форсунку для выброса струи жидкости. В соответствии с изобретением распылительное устройство имеет держатель форсунки 6; 6, 15, 16, 19, который держат рукой в процессе использования распылительного устройства и который выполнен с возможностью смещения относительно форсунки, по существу, параллельно направлению струи жидкости. Распылительное устройство дополнительно содержит клапан, который соединен с передней частью форсунки, и открывается, когда держатель форсунки перемещается относительно форсунки в направлении струи жидкости. Форсунка смещается относительно держателя форсунки 6 в направлении струи жидкости, и на положение держателя форсунки относительно форсунки оказывает влияние сила струи жидкости.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения нажимная пружина сжата между форсункой и держателем форсунки для осуществления смещения.

Держатель форсунки может содержать муфту, которая, перемещаясь в направлении струи жидкости, устанавливается так, что клапан открывается.

Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно не приводит к созданию статической нагрузки и, таким образом, не вызывает усталость мышц руки и предплечья. В предпочтительном варианте настоящего изобретения обеспечивается еще одно преимущество, которое состоит в том, что держатель форсунки на распылительном устройстве является прямым продолжением форсунки. Благодаря этому устройством согласно настоящему изобретению удобно управлять и в тех случаях, когда очищаемые поверхности расположены выше плоскости, на которой стоит пользователь.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения далее описаны со ссылками на сопроводительные чертежи. Чертежи не рассматриваются как ограничивающие объем настоящего изобретения.

Фиг. 1а представляет собой разрез устройства, являющегося предпочтительным вариантом осуществления изобретения, причем клапан показан в закрытом положении.

Фиг. 1Ь представляет собой разрез того же устройства, которое показано на фиг. 1а, но клапан показан в открытом положении.

Фиг. 2а представляет собой разрез устройства, которое является еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, причем клапан показан в закрытом положении.

Фиг. 2Ь представляет собой разрез того же устройства, которое показано на фиг. 2а, только клапан показан в открытом положении.

Фиг. 3 а представляет собой разрез устройства, которое является еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, причем клапан показан в закрытом положении.

Фиг. 3Ь представляет собой разрез того же устройства, которое показано на фиг. 3 а, только клапан показан в открытом положении.

Фиг. 4а представляет собой разрез устройства, которое является еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, причем клапан показан в закрытом положении.

Фиг. 4Ь представляет собой разрез того же устройства, которое показано на фиг. 3 а, только клапан показан в открытом положении.

Фиг. 5а представляет собой вид устройства, частично в разрезе, которое является еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, причем клапан показан в закрытом положении.

Фиг. 5Ь представляет собой вид того же устройства, которое показано на фиг. 5а, частично в разрезе, только клапан показан в открытом положении.

На фиг. 6 показан вид спереди детали по варианту осуществления изобретения, который показан на фиг.5а и 5Ь.

Устройства, представляющие собой варианты осуществления настоящего изобретения, показанные на фиг. 1а, 1Ь, 3а и 3Ь, включают шпиндель 1 с расположенными по оси и не соединяющимися каналами 2, 3. Каналы 2, 3 проходят к отверстиям 4, 5 снаружи шпинделя 1 . Отверстия 4, 5 в этом варианте осуществления изобретения выполнены в виде радиальных отверстий, идущих от каналов 2, 3 на наружную сторону шпинделя 1 , но они могут иметь другие формы, что очевидно для специалистов. Распылительное устройство на фиг. 1 и 3 дополнительно содержит держатель форсунки в форме муфты 6, которая выполнена с возможностью перемещения по шпинделю 1. Муфта 6 имеет расположенную в осевом направлении полость 7 с увеличенным внутренним радиусом. Эта полость может проходить вдоль окружности шпинделя 1 , но может также иметь ширину по окружности, соответствующую отверстиям 4, 5 и образовывать одно или несколько соединений, в зависимости от количества отверстий 4, 5.

Расстояние между отверстиями 4, 5 не превышает длины полости 7 с увеличенным внутренним радиусом. Между отверстиями 4, 5 на шпинделе 1 расположено утолщение 8. Пока клапан остается в закрытом положении, как показано на фиг. 1а, утолщение 8 контактирует с торцевой стенкой 9 в полости 7, имеющей увеличенный радиус. Как показано на фиг. 1а, 1Ь, 3 а и 3Ь, это утолщение 8 может представлять собой герметизирующий материал, а может представлять собой утолщение из материала, из которого изготовлен шпиндель 1. Если утолщение 8 изготовлено из материала шпинделя 1 , то герметизирующий материал может находиться в муфте 6, а не в шпинделе 1.

Распылительное устройство, показанное на фиг. 1а, 1Ь, 3а и 3Ь, кроме того, содержит цилиндрическую пружину 10, сжатую между форсункой (не показана), которая неподвижно закреплена относительно шпинделя 1, и муфтой 6, чтобы обеспечить усилие, необходимое для смещения шпинделя 1 и форсунки в направлении стрелки А относительно муфты 6. Между муфтой 6 и шпинделем 1 размещено герметизирующее уплотнение, которое содержит 0образное кольцо 11 и тефлоновое кольцо 12. Это герметизирующее уплотнение может быть расположено в муфте 6, как показано на фиг. 1а, 1 Ь, 2а и 2Ь, или может быть расположено в шпинделе1, как показано на фиг. 3а, 3Ь, 4а и 4Ь. Для включения распылительного устройства муфта 6 перемещается по оси в направлении цилиндрической пружины 1 0, образуя соединение между двумя каналами 2, 3. Поток сжатой жидкости проходит через канал 3 и выходит из шпинделя через отверстия 4 в полость 7 с увеличенным внутренним радиусом муфты 6, далее через отверстия 5 в канал 2 и наружу через форсунку (не показана). После того, как образовался определенный поток через клапан, а пользователь держит муфту, реактивная сила струи жидкости, действующая на форсунку, будет больше, чем сила, с которой цилиндрическая пружина действует на муфту 6 относительно форсунки. Распылительное устройство, таким образом, удерживается в открытом положении посредством реактивной силы струи жидкости до тех пор, пока пользователь держит муфту 6. Когда пользователь выпускает из рук муфту 6, реактивная сила больше не действует на муфту 6 и, таким образом, ничто не препятствует перемещению муфты 6 назад в закрытое положение клапана под действием цилиндрической пружины 1 0.

Чем сильнее смещение пружины 10, тем большая степень безопасности может быть обеспечена, но силу сжатия пружины в открытом положении клапана нельзя выбирать такой, чтобы муфта 6 в процессе работы перемещалась назад силой пружины, несмотря на реактивную силу, с которой струя жидкости воздействует на форсунку. Чтобы можно было сжать пружину сильнее, чем это допускает реактивная сила струи жидкости, необходимо, как показано на фиг. 5а и 5Ь, использовать рычажную систему, которая при открытии нейтрализует избыточное усилие пружины 10. В варианте устройства по изобретению, показанном на фиг. 5а, 5Ь и 6, рычажная система включает стержень 15, который действует как рычаг и неподвижно закреплен на полосе пружинной стали 1 6 при помощи заклепки 1 7. Полоса пружинной стали 1 6 имеет углубление 18, диаметр которого немного больше наружного диаметра шпинделя 1 , чтобы шпиндель 1 мог войти в него. Рычажная система

5, 1 6 может, конечно, иметь другую конструкцию, что очевидно для специалистов.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5а и 5Ь, рукоятка 19 расположена с возможностью смещения в периферической части шпинделя 1 и муфты 6. Рукоятка 1 9 имеет углубление 20 для размещения рычажной системы 15, 16. Углубление 20 имеет такую конструкцию, что смещение рукоятки 1 9 в направлении струи жидкости воздействует на рычажную систему 15, 16, которая в свою очередь воздействует на муфту 6, которая перемещается в положение открытия клапана. Полоса пружинной стали 1 6 удерживает стержень 1 5 на месте относительно шпинделя 1 , а перемещение полосы пружинной стали 1 6 относительно длины шпинделя 1 ограничено стопорным утолщением 21 на шпинделе 1. Стопорное утолщение 21 также образует упорную поверхность для стержня 1 5 при открытии клапана. Когда рукоятка 1 9 движется в направлении струи жидкости, стопорное утолщение 21 также может входить в контакт со стенкой 22, образованной в углублении 20, что приводит к ограничению подвижности рукоятки 1 9 относительно шпинделя 1 . Кроме того, в рукоятке 1 9 спереди муфты,в направлении форсунки (не показана) может быть расположено еще одно стопорное утолщение 23, которое входит в контакт с передним краем муфты 6, определяя положение покоя рукоятки 1 9 относительно муфты 6 и особенно рычажной системы 15, 16.

Таким образом, рычажная система 15, 16 обычно образует так называемую передачу, при помощи которой движение рукоятки 1 9 относительно форсунки или шпинделя 1 в направлении струи жидкости преобразуется в меньшее перемещение муфты 6 относительно форсунки/ шпинделя 1 в том же направлении. В данном варианте осуществления изобретения держатель форсунки, таким образом, содержит рукоятку 19, рычажную систему 15, 16 и муфту 6. Еще один способ, позволяющий сжать пружину сильнее, чем это позволяет реактивная сила струи жидкости, состоит в том, что размещают магниты на участке 1 4 пружины, ближайшем к форсунке, и на краю муфты 6, ближайшем к форсунке. Сила притяжения магнитов нейтрализует избыточное усилие пружины 1 0, которое она в сжатом состоянии оказывает в дополнение к силе, которая нейтрализуется реактивной силой струи жидкости. До тех пор, пока пользователь удерживает муфту 6, сила притяжения магнитов и реактивная сила струи жидкости будут удерживать муфту 6 в положении, в котором клапан остается открытым. Когда пользователь выпускает муфту 6, сила пружины нейтрализует силу притяжения магнитов, а когда магниты разойдутся на некоторое расстояние, никакой силы притяжения магнитов вообще не будет, и пружина отожмет муфту 6 назад с максимальным усилием, благодаря чему клапан закроется.

Варианты осуществления настоящего изобретения, показанные на фиг. 2а, 2Ь, 4а и 4Ь, отличаются от вариантов по фиг. 1а, 1Ь, 3а и 3Ь тем, что шпиндель 1 имеет увеличение радиуса в направлении струи жидкости между отверстиями 4, 5. Это увеличение радиуса может присутствовать в любом месте между двумя герметизирующими уплотнениями 11, 1 2.

Такая конструкция позволяет компенсировать зависящую от давления силу трения, которую необходимо преодолевать при автоматическом перекрывании распылительного устройства, когда пользователь уронит муфту 6 или выпустит муфту 6 из рук, поскольку участок амортизации давления в направлении струи жидкости меньше, чем участок амортизации давления в противоположном направлении.

Это очевидно при рассмотрении вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг.2а, 2Ь, 4а и 4Ь, поскольку увеличение радиуса настолько велико, что радиус муфты 6 изменяется соответственно. Торцевая стенка 9 имеет намного меньшую площадь, чем торцевая стенка 13. Это увеличение радиуса шпинделя 1 необязательно должно быть таким сильным, как показано на фиг.2а, 2Ь, 4а и 4Ь, оно может быть настолько незначительным, что внутренний радиус муфты 6 на любой стороне полости 7 с увеличенным радиусом может быть постоянным для всей муфты 6. Участок амортизации давления зависит в основном от того, насколько велико расстояние между полостью 7 с увеличенным внутренним радиусом и поверхностью шпинделя 1 , примыкающей к переднему и заднему герметизирующим уплотнениям 11, 1 2.

Поскольку варианты осуществления изобретения на фиг.4а и 4Ь имеют герметизирующие уплотнения 11, 1 2, размещенные в шпинделе 1, шпиндель 1 может иметь постоянный диаметр, в то время как внутренний радиус муфты 6 после полости 7 с увеличенным радиусом в направлении форсунки (не показана) может быть больше, чем внутренний радиус муфты 6 перед этой же полостью 7, благодаря чему при помощи других участков амортизации давления достигается тот же эффект, о котором говорилось выше.

Таким образом, распылительное устройство с форсункой и клапаном по настоящему изобретению обладает тем преимуществом, что оно не создает статической нагрузки и поэтому не вызывает усталости в руках и предплечье.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Распылительное устройство, содержащее клапан и форсунку для выброса струи жидкости, отличающееся тем, что включает держатель форсунки (6; 6, 15, 16, 19), приспособленный для удерживания рукой при использовании распылительного устройства и выполненный с возможностью перемещения относительно форсунки, по существу, параллельно направлению струи жидкости, и клапан, присоединенный к форсунке и открывающийся при движении держателя форсунки в направлении струи жидкости относительно форсунки, которая смещается в направлении струи жидкости относительно держателя форсунки (6), при этом на положение держателя форсунки относительно форсунки влияет реактивная сила струи жидкости.
2. Распылительное устройство по п. 1 , отличающееся тем, что включает пружину (10), которая сжата между форсункой и держателем форсунки (6) для обеспечения их взаимного смещения.
3. Распылительное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что держатель форсунки включает муфту (6).
4. Распылительное устройство по п.3, отличающееся тем, что муфта (6) выполнена с возможностью перемещения на шпинделе (1) с осевыми несоединяемыми каналами (2, 3), которые проходят к отверстиям (4, 5) на наружной стороне шпинделя, причем муфта имеет соединительный элемент для соединения при движении в направлении струи жидкости относительно форсунки двух каналов друг с другом.
5. Распылительное устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что держатель форсунки дополнительно включает рукоятку (19), которая перемещается, по существу, параллельно направлению струи жидкости, и рычажную систему (15, 16), предназначенную для трансформирования движения рукоятки относительно форсунки в направлении струи жидкости в меньшее движение муфты (6) относительно форсунки в том же направлении.
6. Распылительное устройство по п.4, отличающееся тем, что держатель форсунки также включает рукоятку (19), расположенную соосно с возможностью смещения в периферической части шпинделя (1) и муфты (6), и рычажную систему (15, 16), расположенную сзади муфты (6), если смотреть в направлении струи жидкости, причем рукоятка (19) имеет углубление (20) для размещения рычажной системы (15, 16), при этом углубление (20) в рукоятке (19) при движении в направлении струи жидкости входит в контакт с рычажной системой (15, 16), которая перемещает муфту (6) вперед в открытое положение клапана.
7. Распылительное устройство по п.6, отличающееся тем, что рычажная система (15, 16) включает стержень (15), неподвижно закрепленный на полосе пружинной стали (16), причем конец полосы пружинной стали (16) напротив стержня (15) имеет углубление (18), в которое входит шпиндель (1 ).
8. Распылительное устройство по любому из пп.4-7, отличающееся тем, что соединение муфты (6) имеет участок амортизации давления в направлении струи жидкости, причем этот участок меньше, чем участок амортизации давления в противоположном направлении.
9. Распылительное устройство по п.8, отличающееся тем, что шпиндель (1) имеет увеличение радиуса в направлении струи жидкости между участками амортизации давления.
10. Распылительное устройство по любому из пп.4-9, отличающееся тем, что муфта (6) между своими концами имеет расположенную по оси полость (7) с увеличенным внутренним радиусом, а расстояние между отверстиями (4, 5) не превышает длины полости с увеличенным внутренним радиусом.
11. Распылительное устройство по п.10, отличающееся тем, что включает утолщение (8), проходящее от шпинделя (1) и расположенное между отверстиями (2, 3), причем утолщение контактирует с торцевой стенкой (9) полости (7) с увеличенным внутренним радиусом, когда клапан закрыт.
12. Распылительное устройство по п.11, отличающееся тем, что утолщение (8) включает уплотнение на шпинделе (1 ).