專利名稱：用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置，所述裝置包括流體入口、 流體出口和設(shè)置在所述流體入口和所述流體出口之間的截止元件，所述截止元件周期性地 關(guān)閉和放開在所述流體入口和所述流體出口之間的流體通道。
背景技術(shù)：
這種裝置例如由WO 03/036144 Al公知。在公知的所述裝置中，從流體出口流出的射流周期性地被完全中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，實(shí)現(xiàn)一種用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置，所述裝置可 以改善對(duì)被施加脈沖射流的對(duì)象的機(jī)械作用。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式得以解決，即，所述裝置包括至少一個(gè)旁路，通 過所述旁路即使在所述截止元件處于關(guān)閉階段期間也能夠向所述流體出口輸送液態(tài)流體。通過即使在所述截止元件處于關(guān)閉階段期間也能夠向所述流體出口并進(jìn)而向待 噴射的對(duì)象輸送液態(tài)流體，來改善脈沖射流的機(jī)械作用。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造方式中規(guī)定，所述裝置包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所 述旁路的旁路流體流的體積流量。有利的是，所述裝置包括控制裝置，用于控制流經(jīng)所述旁路的旁路流體流的體積流量。特別有利的是，所述裝置包括調(diào)整裝置，用于調(diào)整流經(jīng)所述旁路的旁路流體流的 體積流量。此外可供選擇的或者補(bǔ)充的是，可以規(guī)定，所述裝置包括調(diào)節(jié)裝置、控制裝置和/ 或調(diào)整裝置，用于調(diào)節(jié)、控制或者調(diào)整流經(jīng)所述旁路的旁路流體流的壓力。有利的是，所述裝置包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述流體通道的脈沖流體流的 體積流量。特別有利的是，所述裝置包括控制裝置，用于控制流經(jīng)所述流體通道的脈沖流體 流的體積流量。有利的是，所述裝置包括調(diào)整裝置，用于調(diào)整流經(jīng)所述流體通道的脈沖流體流的 體積流量。為了可以簡單地調(diào)節(jié)、控制和/或調(diào)整流經(jīng)流體通道的脈沖流體流，有利的是，截 止元件的關(guān)閉時(shí)間、開啟時(shí)間和/或開啟頻率是可調(diào)節(jié)、可控制和/或可調(diào)整的。在本說明書中以及附上的權(quán)利要求書中，開啟頻率可以理解為每時(shí)間單位截止元 件處于開啟階段的次數(shù)。此外，可以規(guī)定，所述裝置包括調(diào)節(jié)裝置、控制裝置和/或調(diào)整裝置，用于調(diào)節(jié)、控 制或者調(diào)整流經(jīng)所述流體通道的脈沖流體流的壓力。
在本發(fā)明的改進(jìn)方式中，可以規(guī)定，流經(jīng)所述裝置的總流體流能夠以如下方式分 為流經(jīng)所述流體通道的脈沖流體流和流經(jīng)所述旁路的旁路流體流，即，流經(jīng)所述旁路的所 述旁路流體流的體積流量最高大約為所述總流體流的體積流量的10%。有利的是，所述截止元件以如下方式構(gòu)造，即，所述截止元件能夠以至少大約2Hz 的開啟頻率工作。有利的是，截止元件可轉(zhuǎn)動(dòng)地構(gòu)造。于是，開啟頻率雙倍于截止元件的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。為了生成以盡可能恒定的頻率脈動(dòng)的脈沖射流，有利的是，所述裝置包括用于截 止元件的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置尤其具有可調(diào)節(jié)、可控制和/或可調(diào)整的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，這種轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成為氣動(dòng)的、液壓的或者電動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。在實(shí)踐中被證實(shí)有利的是，截止元件以如下方式構(gòu)造，S卩，所述截止元件能夠以最 高大約200Hz的開啟頻率工作。有利的是，所述裝置包括泵，用于驅(qū)動(dòng)流體流過所述裝置。特別有利的是，借助于所述泵能夠向流經(jīng)所述裝置的流體施加預(yù)先給定的壓力。在本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造方式中規(guī)定，可以向流經(jīng)所述裝置的流體施加至少大約 3bar (巴)的壓力。此外，有利的是，可以向流經(jīng)所述裝置的流體施加最高大約300bar的壓力。在本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造方式中規(guī)定，借助于所述旁路，在所述流體入口和所述流體 出口之間構(gòu)成流體連接。由此，即使在截止元件處于關(guān)閉階段期間也可以特別簡單地向流 體出口輸送流體。優(yōu)選地，所述裝置包括緩沖元件，用于降低在所述截止元件處于關(guān)閉階段中在所 述裝置內(nèi)為生成液態(tài)流體的脈沖射流出現(xiàn)的壓力峰值。有利的是，所述緩沖元件沿流動(dòng)方向設(shè)置在泵的下游，流體沿該流動(dòng)方向流經(jīng)所 述裝置。以這種方式可以簡單地減弱借助于泵所生成的壓力峰值。特別有利的是，所述緩沖元件沿流動(dòng)方向設(shè)置在截止元件的上游。由此，可以簡單 地減弱在截止元件上形成的壓力峰值。在本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造方式中規(guī)定，所述緩沖元件在所述裝置的工作狀態(tài)下至少部 分地被加注可壓縮的流體。由此，可以借助于緩沖元件特別簡單地降低在所述裝置中出現(xiàn) 的壓力峰值。特別有利的是，所述緩沖元件在所述裝置的工作狀態(tài)下至少部分被加注氣態(tài)的流 體。于是，尤其通過選擇氣壓和氣量可以有目的地調(diào)節(jié)緩沖元件的緩沖作用。此外可供選擇的或者補(bǔ)充的是，可以規(guī)定，所述緩沖元件至少區(qū)段式地由彈性材 料構(gòu)成。例如可以規(guī)定，直至預(yù)先給定的極限壓力，緩沖元件的緩沖作用基本上通過壓縮 包含在其內(nèi)的氣體來實(shí)現(xiàn)，并且，在壓力超過極限壓力的情況下，例如為了避免可能損傷裝 置，緩沖元件的彈性區(qū)域發(fā)生變形。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造方式中規(guī)定，所述裝置包括至少兩個(gè)流體出口和至少兩 個(gè)截止元件，其中，在所述裝置的運(yùn)行中，第一截止元件周期性地關(guān)閉和放開第一流體通 道，從而能夠在第一流體出口上生成液態(tài)流體的第一脈沖射流，并且其中，在所述裝置的運(yùn) 行中，第二截止元件周期性地關(guān)閉和放開第二流體通道，從而能夠在第二流體出口上生成液態(tài)流體的第二脈沖射流。由此，例如可以向待清洗的工件施加液態(tài)流體的兩束脈沖射流。尤其只有當(dāng)針對(duì)所有射流使用同一類型的液態(tài)流體時(shí)，才保證了所述裝置的簡單 的結(jié)構(gòu)。然而，此外可供選擇地還可以規(guī)定，針對(duì)不同的射流使用不同類型的液態(tài)流體。有利的是，所述裝置能夠以如下方式運(yùn)行，S卩，所述第一截止元件的關(guān)閉階段和開 啟階段與所述第二截止元件的關(guān)閉階段和開啟階段在時(shí)間上錯(cuò)開。尤其可以規(guī)定，所述裝置能夠以如下方式運(yùn)行，S卩，所述第一截止元件的關(guān)閉階段 與所述第二截止元件的開啟階段在時(shí)間上基本重合，而所述第一截止元件的開啟階段與所 述第二截止元件的關(guān)閉階段在時(shí)間上基本重合。所述裝置優(yōu)選以如下方式運(yùn)行，S卩，在所述第一截止元件的開啟階段和所述第二 截止元件的開啟階段之間不存在時(shí)間上的重疊。尤其只有當(dāng)所述至少兩個(gè)截止元件彼此聯(lián)接時(shí)，才可以簡單地實(shí)現(xiàn)所述第一截止 元件的關(guān)閉階段和開啟階段與所述第二截止元件的關(guān)閉階段和開啟階段在時(shí)間上錯(cuò)開。在本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施方式中規(guī)定，所述裝置包括一個(gè)共用的、用于驅(qū)動(dòng)至少 兩個(gè)截止元件的驅(qū)動(dòng)裝置，或者包括至少兩個(gè)彼此同步的、用于驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)截止元件的 驅(qū)動(dòng)裝置。針對(duì)所述裝置包括一個(gè)共用的、用于所述至少兩個(gè)截止元件的驅(qū)動(dòng)裝置的情況， 所述至少兩個(gè)截止元件優(yōu)選以如下方式聯(lián)接在所述共用的驅(qū)動(dòng)裝置上，即，在所述裝置的 運(yùn)行中，所述第一截止元件的關(guān)閉階段和開啟階段與所述第二截止元件的關(guān)閉階段和開啟 階段在時(shí)間上錯(cuò)開。針對(duì)所述裝置包括至少兩個(gè)用于所述至少兩個(gè)截止元件的驅(qū)動(dòng)裝置(尤其是針 對(duì)每個(gè)截止元件包括獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置)的情況，所述至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選以如下方式彼 此同步，即，在所述裝置的運(yùn)行中，所述第一截止元件的關(guān)閉階段和開啟階段與所述第二截 止元件的關(guān)閉階段和開啟階段在時(shí)間上錯(cuò)開。優(yōu)選地，所述裝置包括至少兩個(gè)旁路，其中，通過第一旁路，即使在所述第一截止 元件處于關(guān)閉階段期間也可以向第一流體出口輸送液態(tài)流體，并且其中，通過第二旁路，即 使在所述第二截止元件處于關(guān)閉階段期間也可以向第二流體出口輸送液態(tài)流體。此外，本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的方法，所述 方法可以改善對(duì)被施加脈沖射流的對(duì)象，尤其是對(duì)工件的機(jī)械作用。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過一種用于向工件施加液態(tài)流體的脈沖射流的方法來解 決，其中，所述方法包括以下方法步驟-通過周期性地中斷經(jīng)過流體通道的流體流來生成所述脈沖射流的脈沖；-向所述工件施加所述脈沖射流的所述脈沖；-即使在周期性地中斷經(jīng)過所述流體通道的所述流體流期間也向所述工件施加流 體的旁路流體流。優(yōu)選地，用于向工件施加液態(tài)流體的脈沖射流的所述方法具有上面結(jié)合依據(jù)本發(fā) 明的裝置所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)。在本方法的一個(gè)構(gòu)造方式中規(guī)定，借助于緩沖元件來降低在周期性地中斷經(jīng)過所 述流體通道的所述流體流期間產(chǎn)生的壓力峰值。有利的是，向所述工件施加至少一束另外的液態(tài)流體脈沖射流。
特別有利的是，第一脈沖射流的脈沖相對(duì)于第二脈沖射流的脈沖在時(shí)間上錯(cuò)開。在這種情況下，尤其可以規(guī)定，在第一流體出口上的第一脈沖射流的脈沖射出時(shí) 間點(diǎn)和在第二流體出口上的第二脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)在時(shí)間上錯(cuò)開。尤其可以規(guī)定，交替地向所述工件施加第一脈沖射流的脈沖和第二脈沖射流的脈 沖。有利的是，第一脈沖射流的脈沖頻率至少近似相應(yīng)于第二脈沖射流的脈沖頻率。可以規(guī)定，以液態(tài)流體向所述工件施加來自第一方向的第一脈沖射流和來自不同 于第一方向的第二方向的第二脈沖射流。有利的是，來自第一流體出口的第一脈沖射流的射出方向與來自第二流體出口的 第二脈沖射流的射出方向至少近似相反。在本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)造方式中規(guī)定，交替地向所述工件的空腔施加液態(tài)流體的流經(jīng) 所述空腔的第一進(jìn)入口的第一脈沖射流的脈沖和液態(tài)流體的流經(jīng)所述空腔的第二進(jìn)入口 的第二脈沖射流的脈沖。按照這種方式，可以特別簡單地使留在工件空腔中的污物，例如在加工工件時(shí)積 累的切屑，尤其是在例如汽缸頭的狹窄空間中的切屑，松動(dòng)并且將這些污物從工件的空腔 中去除。 在這種情況下，例如可以規(guī)定，第一脈沖射流對(duì)準(zhǔn)第一進(jìn)入口，而第二脈沖射流對(duì) 準(zhǔn)第二進(jìn)入口。尤其只有當(dāng)?shù)谝涣黧w出口通過第一進(jìn)入口而第二流體出口通過第二進(jìn)入口被導(dǎo) 入到空腔中時(shí)，才保證特別可靠地向工件的空腔施加流體。在本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施方式中規(guī)定，以如下方式向所述工件的所述空腔的區(qū)域 施加液態(tài)流體的第一脈沖射流的脈沖和液態(tài)流體的第二脈沖射流的脈沖，即，使來自所述 第一脈沖射流的流體和來自所述第二脈沖射流的流體沿不同方向流經(jīng)所述工件的所述空 腔的所述區(qū)域。優(yōu)選地，來自所述第一脈沖射流的流體和來自所述第二脈沖射流的流體沿彼此相 反的方向流經(jīng)所述工件的所述空腔的所述區(qū)域。尤其只有當(dāng)交替地向工件空腔的所述區(qū)域施加液態(tài)流體的第一脈沖射流的脈沖和 液態(tài)流體的第二脈沖射流的脈沖時(shí)，才保證向工件的空腔的所述區(qū)域特別有利地施加流體。依據(jù)本發(fā)明的裝置尤其適合于清洗工件，其中，優(yōu)選執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的方法。流經(jīng)所述裝置的流體優(yōu)選包括清洗液。特別優(yōu)選的是，將依據(jù)本發(fā)明的裝置應(yīng)用于清洗工件的空腔，例如用于清洗氣缸 頭和曲軸殼體，這是因?yàn)榧词乖诮刂乖幱陉P(guān)閉階段期間也可以向工件施加流體，并且 妨礙脈沖射流的清洗效果的空氣不能進(jìn)入到工件中。工件可以在清洗過程期間基本上由氣體或者氣體混合物，或者由液體(例如清洗 液)所包圍。此外，可以規(guī)定，對(duì)工件的清洗在低壓環(huán)境(低于大氣壓力)中進(jìn)行。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)是對(duì)實(shí)施例的以下說明和附圖性描述的主題。
在這些附圖中圖1示出用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置的第一實(shí)施方式的示意圖；圖2示出圖1中用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的所述裝置的脈沖閥的示意性縱剖 面，所述脈沖閥處于關(guān)閉位置；圖3沿圖2中的線3-3示出圖2中的脈沖閥的垂直于圖2中的剖面的示意性縱剖圖4示出圖2中的脈沖閥對(duì)應(yīng)于圖2的示意性縱剖面，所述脈沖閥處于開啟位置；圖5示出用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置的第二實(shí)施方式的示意圖，所述裝 置具有被加注有可壓縮流體的緩沖元件，用于降低壓力峰值；圖6示出用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置的第三實(shí)施方式的示意圖，所述裝 置具有可彈性變形的緩沖元件，用于降低壓力峰值，所述脈沖閥處于開啟位置；圖7示出圖6中用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的所述裝置的示意圖，所述脈沖閥 處于關(guān)閉位置；圖8示出用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的所述裝置的第四實(shí)施方式的與圖1對(duì)應(yīng) 的示意圖，其中可以生成另一脈沖射流；以及圖9示出用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的所述裝置的第五實(shí)施方式的與圖1對(duì)應(yīng) 的示意圖，其中借助于共用的驅(qū)動(dòng)裝置可以生成液態(tài)流體的兩束脈沖射流。
具體實(shí)施例方式相同的或功能上等效的元件在所有附圖中都以同樣的附圖標(biāo)記來表示。在圖1中示意性示出的、整體以100表示的、用于生成液態(tài)流體脈沖射流的裝置 (以下稱為“射流生成裝置”)構(gòu)成為用于清洗工件104的清洗裝置102。清洗裝置102包括流體容器106、泵108、脈沖閥110、旁路112和噴嘴114。流體容器106例如被加注液態(tài)清洗液，并充當(dāng)流經(jīng)清洗裝置102的流體的儲(chǔ)存容
ο流體容器106通過吸入管路107與泵108保持流體連接。吸入管路107的流體輸入口 109構(gòu)成清洗裝置102的流體入口 116。借助于泵108可以使流體流經(jīng)清洗裝置102，并且可以向流體施加壓力。在此生成沿流動(dòng)方向118流經(jīng)清洗裝置102的總流體流。此外，泵108通過輸送管路121與設(shè)置在泵108下游的分支點(diǎn)120保持流體連接。借助于分支點(diǎn)120可以將流經(jīng)清洗裝置102的總流體流分為第一分流體流和第二 分流體流。流經(jīng)清洗裝置102的總流體流的第一分流體流可以輸送至流體通道122，該流體 通道122構(gòu)成流體入口 116和設(shè)置在噴嘴114上的流體出口 124之間的第一流體連接。流經(jīng)流體通道122的第一分流體流以下稱為脈沖流體流。流經(jīng)清洗裝置102的總流體流的第二分流體流可以輸送至旁路112，該旁路112構(gòu) 成流體入口 116和流體出口 IM之間的第二流體連接。流經(jīng)旁路112的第二分流體流以下稱為旁路流體流。流經(jīng)旁路112的旁路流體流可以借助于設(shè)置在流體通道122下游的匯合部1 與流經(jīng)流體通道122的脈沖流體流匯合成總流體流?？偭黧w流可以輸送至設(shè)置在噴嘴114上 的流體出口 124。為此，清洗裝置102包括噴嘴輸送管路125，該噴嘴輸送管路125構(gòu)成匯合部1 和流體出口 1 之間的流體連接。為了可以例如在其體積流量方面調(diào)節(jié)流經(jīng)旁路112的旁路流體流，清洗裝置102 包括旁路112的調(diào)節(jié)裝置128，該調(diào)節(jié)裝置1 例如設(shè)置在旁路112上。旁路112的調(diào)節(jié)裝置1 例如構(gòu)成為調(diào)節(jié)螺栓，以便可以簡單地調(diào)節(jié)旁路112的 流通橫截面，進(jìn)而調(diào)節(jié)旁路流體流的體積流量。為了可以調(diào)節(jié)流經(jīng)流體通道122的脈沖流體流的體積流量，清洗裝置102包括流 體通道122的調(diào)節(jié)裝置130，該調(diào)節(jié)裝置130例如設(shè)置在分支點(diǎn)120的下游和脈沖閥110的 上游。流體通道122的調(diào)節(jié)裝置130例如構(gòu)成為調(diào)節(jié)螺栓，以便可以簡單地調(diào)節(jié)流體通 道122的流通橫截面，進(jìn)而調(diào)節(jié)脈沖流體流的體積流量。圖2和圖3示出脈沖閥110在關(guān)閉階段期間的示意性剖面圖，在該關(guān)閉階段中，流 經(jīng)流體通道122的脈沖流體流是中斷的。這種脈沖閥110的基本結(jié)構(gòu)例如由WO 03/036144 Al公知，就這點(diǎn)而言參考WO 03/036144 Al并且使其內(nèi)容成為本說明書的組成部分。脈沖閥110包括殼體132、以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式支承在殼體132中的截止元件134以及例 如構(gòu)成為電動(dòng)機(jī)的、用于驅(qū)動(dòng)截止元件134的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置136(參見圖3)。截止元件134構(gòu)成為基本呈圓柱形的軸138并且例如借助于至少一個(gè)滑動(dòng)軸套 140以可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線142轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在脈沖閥110的殼體132中。截止元件134具有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線142同軸的圓柱形的罩面144。在截止元件134的罩面144中構(gòu)成有兩個(gè)彼此沿直徑對(duì)置的凹部146，這兩個(gè)凹部 146分別由呈圓柱罩段形的邊界面148來界定，該邊界面148的圓柱軸線150垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線142地、垂直于截止元件134的徑向方向地并且與截止元件134的罩面144相切地分布， 并且這兩個(gè)凹部146沿邊緣152通到截止元件134的罩面144為止(尤其參見圖3)。凹部146在截止元件134中通過如下方式形成，即，由首先是全圓柱形的截止元件 134銑切出兩個(gè)圓柱段形的、具有彼此平行的圓柱軸線150的部段，其中，圓柱體半徑小于 截止元件134的半徑，從而在凹部146之間保留著連接片區(qū)域154(尤其參見圖3)。此外，脈沖閥110具有脈沖閥入口 156和脈沖閥出口 158。脈沖閥入口 156和脈沖閥出口 158通過流體穿通引導(dǎo)部160連接。截止元件134以如下方式設(shè)置在流體穿通引導(dǎo)部160中，即，通過截止元件134的 轉(zhuǎn)動(dòng)可以周期性地建立和斷開脈沖閥入口 156和脈沖閥出口 158之間的流體連接。在脈沖閥110的圖2和圖3所示的關(guān)閉位置中，截止元件134的平行于圓柱軸線 150分布的連接片區(qū)域IM基本垂直于流動(dòng)方向118地取向。在脈沖閥110的圖4所示的開啟位置中，截止元件134的連接片區(qū)域IM基本平 行于流動(dòng)方向118地取向。上述清洗裝置102的工作原理如下借助于泵108經(jīng)由吸入管路107從流體容器106中吸取流體，并向流體施加壓力。
一方面，有利之處在于，所述壓力至少為大約!Bbar。另一方面，不應(yīng)將所述壓力選為高于大約300bar。在泵108的下游，流經(jīng)清洗裝置102的總流體流通過輸送管路121抵達(dá)分支點(diǎn) 120。借助于分支點(diǎn)120將總流體流分為流經(jīng)流體通道122的脈沖流體流和流經(jīng)旁路 112的旁路流體流。借助于流體通道122的調(diào)節(jié)裝置130來調(diào)節(jié)流經(jīng)流體通道122的脈沖流體流的體
積流量。借助于旁路112的調(diào)節(jié)裝置1 來調(diào)節(jié)流經(jīng)旁路112的旁路流體流的體積流量。流經(jīng)旁路112的旁路流體流的體積流量在時(shí)間上是基本恒定的。流經(jīng)流體通道122的脈沖流體流借助于脈沖閥110周期性地中斷。脈沖閥110的截止元件134的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間和/或開啟頻率例如在轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū) 動(dòng)裝置136上加以調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，對(duì)開啟頻率在大約2Hz至大約200Hz內(nèi)加以調(diào)節(jié)，其中，截止元件134的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度優(yōu)選在時(shí)間上是恒定的。借助于匯合部126，將在時(shí)間上基本恒定的旁路流體流和脈動(dòng)的脈沖流體流匯合 成總流體流。在下游，總流體流抵達(dá)噴嘴114并且通過流體出口 IM離開噴嘴114。例如在噴嘴114下游并且與該噴嘴114間隔開地設(shè)置有待借助于清洗裝置102清 洗的工件104。工件104例如包括待清洗的空腔162，向該空腔162施加來自流體出口 124的流 體。向工件104的空腔162始終至少施加流經(jīng)旁路112的旁路流體流，由此，工件104 的空腔162始終被加注液態(tài)流體。因此，在大氣環(huán)境下清洗工件104時(shí)，在脈沖閥110的關(guān)閉階段期間(其中，流經(jīng) 流體通道122的脈沖流體流被中斷)，沒有空氣能進(jìn)入到工件104的空腔162中。借助清洗裝置102對(duì)工件104的空腔162中污物(例如金屬屑)的清理由此得以改善。射流生成裝置100的圖5所示的第二實(shí)施方式與圖1至圖4所示的第一實(shí)施方式 的區(qū)別在于，所述射流生成裝置100包括緩沖元件164。借助于緩沖元件164，可以減弱在截止元件134處于關(guān)閉階段期間所產(chǎn)生的壓力 峰值。緩沖元件164包括例如基本呈管形的容器166，該容器166在射流生成裝置100的 工作狀態(tài)下至少部分地填充如氮?dú)膺@樣的氣體。通過選擇氣體的量和壓力可以調(diào)節(jié)緩沖元件164的緩沖作用。容器166設(shè)置在泵108的下游和分支點(diǎn)120的上游，并且與射流生成裝置100的 輸送管路121保持流體連接。具有緩沖元件164的射流生成裝置的上述第二實(shí)施方式的工作原理如下通過借助于脈沖閥110的截止元件134周期性地開啟和關(guān)閉流體通道122，在射流生成裝置100中，尤其是在脈沖閥110的上游，產(chǎn)生很強(qiáng)的壓力波動(dòng)。借助于緩沖元件164可以減少這種壓力波動(dòng)。這通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，S卩，在脈沖閥110的截止元件134處于關(guān)閉階段期間，當(dāng) 射流生成裝置100中的壓力升高時(shí)，存在于緩沖元件164的容器166中的氣體被壓縮，并且 緩沖元件164的容器166可以容納來自射流生成裝置100的輸送管路121的液態(tài)流體。由此降低了在射流生成裝置100中借助于泵108產(chǎn)生的壓力。在脈沖閥110的截止元件134處于開啟階段期間，射流生成裝置100中的壓力降 低，從而來自緩沖元件164的容器166中的流體回流至射流生成裝置100的輸送管路121 中，并且使緩沖元件164的容器166中的氣體釋放壓力。另外，射流生成裝置100的圖5所示的第二實(shí)施方式在結(jié)構(gòu)和功能方面與圖1至 圖4所示的第一實(shí)施方式一致，就這點(diǎn)而言參考對(duì)所述第一實(shí)施方式的前述說明。射流生成裝置100的圖6和圖7所示的第三實(shí)施方式與圖5所示的第二實(shí)施方式 的區(qū)別在于，緩沖元件164的容器166由彈性材料構(gòu)成。在容器166中優(yōu)選不存在可壓縮的氣體。更合適的是，在射流生成裝置100的工作中通過如下方式產(chǎn)生緩沖元件164的緩 沖效果，即，在脈沖閥Iio的截止元件134處于關(guān)閉階段期間，壓力升高導(dǎo)致緩沖元件164 的彈性地構(gòu)成的容器166膨脹，由此造成流體被容納在緩沖元件164的容器166中，并最終 導(dǎo)致在射流生成裝置100中的壓力下降。在脈沖閥110的截止元件134處于開啟階段期間，射流生成裝置100中的壓力降 低，從而存在于緩沖元件164的容器166中的流體回流至射流生成裝置100的輸送管路121 中，并且緩沖元件164的容器166返回至松弛狀態(tài)。為了比較在脈沖閥110的截止元件134處于開啟和關(guān)閉階段期間緩沖元件164的 容器166的膨脹，在圖6中示出脈沖閥110的截止元件134處于開啟階段期間的射流生成 裝置100，而在圖7中示出脈沖閥110的截止元件134處于關(guān)閉階段期間的射流生成裝置 100。另外，射流生成裝置100的圖6至圖7所示的第三實(shí)施方式在結(jié)構(gòu)和功能方面與 圖5所示的第二實(shí)施方式一致，就這點(diǎn)而言參考對(duì)所述第二實(shí)施方式的前述說明。射流生成裝置100的圖8所示的第四實(shí)施方式與圖1至圖4所示的第一實(shí)施方式 的區(qū)別在于，除了已經(jīng)描述過的脈沖射流(以下稱為“第一脈沖射流”)之外還可以生成液 態(tài)流體的至少一束第二脈沖射流。為此，射流生成裝置100包括分支點(diǎn)168，該分支點(diǎn)168設(shè)置在泵108和分支點(diǎn)120 之間的輸送管路121中，并且將泵108下游的流體流分到用于液態(tài)流體的第一脈沖射流的 第一輸送管路121a上和用于液態(tài)流體的第二脈沖射流的第二輸送管路121b上。為了生成液態(tài)流體的兩束脈沖射流，射流生成裝置100在第一輸送管路121a的下 游和在第二輸送管路121b的下游優(yōu)選分別包括在圖1至圖4所示的第一實(shí)施方式中設(shè)置 在輸送管路121下游的那些部件。因而，射流生成裝置100尤其包括與第一流體通道122對(duì)應(yīng)的第二流體通道 170，該第二流體通道170可以借助于與第一脈沖閥110對(duì)應(yīng)的第二脈沖閥172尤其是周期 性地被中斷；與第一噴嘴114對(duì)應(yīng)的第二噴嘴174，與第一流體出口 IM對(duì)應(yīng)的第二流體出口 176設(shè)置在該第二噴嘴174上；以及與第一旁路112對(duì)應(yīng)的第二旁路178，借助于該第二 旁路178，在第二脈沖閥172處于關(guān)閉階段期間也可以向第二流體出口 176輸送流體。為了可以例如在其體積流量方面調(diào)節(jié)流經(jīng)第二旁路178的流體流，射流生成裝置 100包括第二旁路178的與第一旁路112的調(diào)節(jié)裝置1 對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置180，該調(diào)節(jié)裝置 180設(shè)置在第二旁路178上。為了可以例如在其體積流量方面調(diào)節(jié)流經(jīng)第二流體通道170的流體流，射流生成 裝置100包括第二流體通道170的與第一流體通道122的調(diào)節(jié)裝置130對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置 182，該調(diào)節(jié)裝置182設(shè)置在第二流體通道170上。射流生成裝置100的設(shè)置在第一輸送管路121a下游的部件和設(shè)置在第二輸送管 路121b下游的部件在結(jié)構(gòu)和功能方面與射流生成裝置100的第一實(shí)施方式的在圖1中在 輸送管路121下游所示的以及前面參考圖2至圖4進(jìn)一步描述的部件一致，就這點(diǎn)而言參 考對(duì)第一實(shí)施方式的部件的前述說明。射流生成裝置100的第四實(shí)施方式的特別優(yōu)選的應(yīng)用在于，除了可以向工件104 施加在第一流體出口 1 上溢出的第一脈沖射流之外，還可以向該工件104施加在第二流 體出口 176上溢出的第二脈沖射流。由此，尤其可以例如從不同的方向向工件104變換地施加第一脈沖射流的脈沖和 第二脈沖射流的脈沖。借助于射流生成裝置100，尤其可以向工件104的可穿過兩個(gè)進(jìn)入口進(jìn)入的空腔 162施加液態(tài)流體。為此，第一噴嘴114優(yōu)選以如下方式相對(duì)于工件104地設(shè)置，S卩，第一脈沖射流的 從第一流體出口 1 流出的流體通過工件104的空腔162的第一進(jìn)入口 184流入到工件 104的空腔162中(參見圖8)。此外，第二噴嘴174優(yōu)選以如下方式相對(duì)于工件104地設(shè)置，S卩，第二脈沖射流的 從第二流體出口 176流出的流體通過工件104的空腔162的第二進(jìn)入口 186流入到工件 104的空腔162中(參見圖8)。液態(tài)流體的第一脈沖射流的脈沖的流體和液態(tài)流體的第二脈沖射流的脈沖的流 體優(yōu)選交替地并且沿不同的方向流經(jīng)工件104的空腔162的與所述空腔162的兩個(gè)進(jìn)入口 184、186相距大致相等距離的區(qū)域188。按照這種方式，使存在于工件104的空腔162中的 污物，例如在加工工件104時(shí)積累的切屑，能夠松動(dòng)并且能夠容易地將這些污物從工件104 的空腔162中去除，尤其是沖洗掉。在此，有利地以如下方式來選擇第一脈沖射流的脈沖頻率和流動(dòng)速度以及在第一 流體出口 IM上的第一脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)和在第二流體出口 176上的第二脈沖射 流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)之間的在時(shí)間上錯(cuò)開，即，在第一脈沖射流的脈沖最高壓力到達(dá)工件 104的空腔162的末端，尤其是到達(dá)工件104的空腔162的第二進(jìn)入口 186之后，第二脈沖 射流的脈沖最高壓力通過工件104的空腔162的第二進(jìn)入口 186抵達(dá)工件104的空腔162。因?yàn)樵诘谝涣黧w出口 IM上的第一脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)和在第二流體出 口 176上的第二脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)之間的在時(shí)間上錯(cuò)開優(yōu)選相應(yīng)于在第二流體 出口 176上的第二脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)和在第一流體出口 IM上的第一脈沖射流的 脈沖射出時(shí)間點(diǎn)之間的在時(shí)間上錯(cuò)開，所以在這種情況下按照有利的方式，也在第二脈沖射流的脈沖最高壓力到達(dá)工件104的空腔162的末端，尤其是到達(dá)工件104的空腔162的 第一進(jìn)入口 184之后，第一脈沖射流的脈沖最高壓力通過工件104的空腔162的第一進(jìn)入 口 184抵達(dá)工件104的空腔162。為此，優(yōu)選始終以如下方式選擇脈沖頻率，即，脈沖最高壓力通過工件104的空腔 162的渡越時(shí)間(Laufzeit)相對(duì)于脈沖序列的周期持續(xù)時(shí)間(脈沖頻率的倒數(shù))來說很 小。按照這種方式避免第一脈沖射流的脈沖和第二脈沖射流的脈沖相互阻礙并因此妨礙從 工件104的空腔162中沖洗掉污物。因此，例如可以選擇例如大約70Hz的脈沖頻率、例如51/s的流量以及具有例如 6mm直徑的噴嘴。在此，當(dāng)?shù)谝幻}沖閥110的第一截止元件134的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置136與第二脈沖閥 172的第二截止元件192的未示出的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置同步時(shí)，尤其保證的是，可靠地維持在第 一流體出口 IM上的第一脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)和在第二流體出口 176上的第二脈沖 射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)之間的所期望的在時(shí)間上錯(cuò)開。為了減弱射流生成裝置100之內(nèi)的壓力峰值，在射流生成裝置100的第四實(shí)施方 式中可以設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)在圖5至圖7中所示的緩沖元件164。另外，射流生成裝置100的第四實(shí)施方式在結(jié)構(gòu)和功能方面與圖1至圖4所示的 第一實(shí)施方式一致，因此就這點(diǎn)而言參考對(duì)第一實(shí)施方式的前述說明。射流生成裝置100的圖9所示的第五實(shí)施方式與圖8所示的第四實(shí)施方式的區(qū)別 在于，第一脈沖閥110和第二脈沖閥172具有共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190。借助于該共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190，第一脈沖閥110的第一截止元件134和第二脈 沖閥172的第二截止元件192彼此機(jī)械聯(lián)接，從而不需要為了使第一脈沖射流的脈沖與第 二脈沖射流的脈沖在時(shí)間上協(xié)調(diào)一致而進(jìn)行獨(dú)立的控制。這種機(jī)械聯(lián)接例如可以借助于驅(qū)動(dòng)皮帶196來實(shí)施，該驅(qū)動(dòng)皮帶196與共用的轉(zhuǎn) 動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190、第一截止元件134和第二截止元件192保持有效連接，從而可以將共用的 轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞至第一截止元件134和第二截止元件192上。為此，第一脈沖閥110和第二脈沖閥172與射流生成裝置100的第一實(shí)施方式的 圖3所示的脈沖閥110的區(qū)別在于，代替自己的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置136，第一截止元件134和第 二截止元件192分別具有一個(gè)未示出的凸起部，驅(qū)動(dòng)皮帶196作用于該凸起部上。第一脈沖射流的脈沖和第二脈沖射流的脈沖之間的確定的在時(shí)間上錯(cuò)開可以通 過如下方式不變地設(shè)定，即，在射流生成裝置100調(diào)試運(yùn)行之前，設(shè)定第一截止元件134的 轉(zhuǎn)動(dòng)取向以及與此無關(guān)地設(shè)定第二截止元件192的轉(zhuǎn)動(dòng)取向。通過借助于驅(qū)動(dòng)皮帶196的 機(jī)械聯(lián)接，第一截止元件134和第二截止元件192的轉(zhuǎn)動(dòng)取向相對(duì)于彼此固定。在如下前提下，即在共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和第一截止元件134的 轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)之間以及在共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和第二截止元件192的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 之間實(shí)現(xiàn)同一傳動(dòng)比，第一截止元件134和第二截止元件192以同一頻率轉(zhuǎn)動(dòng)并且在此相 對(duì)于彼此保持先前設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)取向。由于可自由選擇截止元件134、192的轉(zhuǎn)動(dòng)取向，因而也可以自由選擇在第一流體 出口 IM上的第一脈沖射流的脈沖射出時(shí)間點(diǎn)和在第二流體出口 176上的第二脈沖射流的 脈沖射出時(shí)間點(diǎn)之間的偏差。該偏差尤其可以在大約零和例如大約脈沖序列的周期持續(xù)時(shí)間(相應(yīng)于截止元件134、192的旋轉(zhuǎn)頻率的倒數(shù)的一半)之間自由選擇。此外，由于共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190，用于第二脈沖閥172的第二截止元件192的 獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置是可有可無的。在射流生成裝置100的第五實(shí)施方式中，交替地放出第一脈沖射流的脈沖和第二 脈沖射流的脈沖尤其只有在如下情況下才可行，即，第一截止元件134和第二截止元件192 以如下方式聯(lián)接在共用的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置190上，即，第一截止元件134的第一連接片區(qū)域 154始終只有在第二截止元件192的第二連接片區(qū)域194基本垂直于流動(dòng)方向118地取向 時(shí)才基本平行于流動(dòng)方向118地取向(參見圖9)。第一截止元件134的轉(zhuǎn)動(dòng)取向和第二截 止元件192的轉(zhuǎn)動(dòng)取向之間的角差為90°。另外，射流生成裝置100的圖9所示的第五實(shí)施方式在結(jié)構(gòu)和功能方面與圖8所 示的第四實(shí)施方式一致，就這點(diǎn)而言參考對(duì)第四實(shí)施方式的前述說明。因而，尤其也可以在射流生成裝置100的圖9所示的第五實(shí)施方式中規(guī)定，射流生 成裝置100包括一個(gè)或者多個(gè)在圖5至圖7中所示的緩沖元件164。由于在各個(gè)前述實(shí)施方式中始終可以將至少一部分流經(jīng)射流生成裝置100的流 體流輸送至工件104，因而可以改善對(duì)被施加脈沖射流的對(duì)象的機(jī)械作用。
權(quán)利要求
1.用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置，所述裝置包括流體入口(116)、流體出口 (124,176)和設(shè)置在所述流體入口(116)和所述流體出口(124、176)之間的截止元件 (134、192)，所述截止元件周期性地關(guān)閉和放開在所述流體入口(116)和所述流體出口 (124,176)之間的流體通道(122、170)，其特征在于，所述裝置(100)包括至少一個(gè)旁路(112、178)，通過所述旁路即使在所述截止元件 (134,192)處于關(guān)閉階段期間也能夠向所述流體出口(124、176)輸送液態(tài)流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)包括調(diào)節(jié)裝置(128、 180)，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述旁路(112、178)的旁路流體流的體積流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)包括調(diào)節(jié)裝置(130、 182)，用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述流體通道(122、170)的脈沖流體流的體積流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，流經(jīng)所述裝置(100)的總流體 流能夠以如下方式分為流經(jīng)所述流體通道(122、170)的脈沖流體流和流經(jīng)所述旁路(112、 178)的旁路流體流，即，所述旁路流體流的體積流量最高大約為所述總流體流的體積流量 的 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于，借助于所述旁路(112、178)在所 述流體入口(116)和所述流體出口(124、176)之間構(gòu)成流體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)包括緩沖元件 (164)，用于降低在所述截止元件(134、192)處于關(guān)閉階段中在所述裝置(100)內(nèi)出現(xiàn)的壓 力峰值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述緩沖元件(164)在所述裝置(100)的 工作狀態(tài)下至少部分地被加注可壓縮的流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述緩沖元件(100)至少區(qū)段式地由 彈性材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)包括至少兩個(gè)流 體出口(124、176)和至少兩個(gè)截止元件(134、192)，其中，第一截止元件(134)周期性地關(guān) 閉和放開第一流體通道(122)，從而能夠在第一流體出口(124)上生成液態(tài)流體的第一脈 沖射流，并且其中，第二截止元件(19 周期性地關(guān)閉和放開第二流體通道(170)，從而能 夠在第二流體出口(176)上生成液態(tài)流體的第二脈沖射流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)能夠以如下方式運(yùn)行， 即，所述第一截止元件(134)的所述關(guān)閉階段和開啟階段與所述第二截止元件(19 的所 述關(guān)閉階段和開啟階段在時(shí)間上錯(cuò)開。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述裝置(100)包括一個(gè)共用的、 用于驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)截止元件(134、192)的驅(qū)動(dòng)裝置(190)，或者包括至少兩個(gè)彼此同步的、 用于驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)截止元件(134、192)的驅(qū)動(dòng)裝置。
12.用于向工件(104)施加液態(tài)流體的脈沖射流的方法，所述方法包括以下方法步驟-通過周期性地中斷經(jīng)過流體通道(122、170)的流體流來生成脈沖射流的脈沖；-向所述工件(104)施加所述脈沖射流的所述脈沖；-即使在周期性地中斷經(jīng)過所述流體通道(122、170)的所述流體流期間也向所述工件(104)施加流體的旁路流體流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，借助于緩沖元件(164)來降低在周期性 地中斷經(jīng)過所述流體通道(122、170)的所述流體流期間產(chǎn)生的壓力峰值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，向所述工件(104)施加至少一束 另外的液態(tài)流體脈沖射流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，第一脈沖射流的脈沖相對(duì)于第二脈沖 射流的脈沖在時(shí)間上錯(cuò)開。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，交替地向所述工件(104)施加第一脈沖 射流的脈沖和第二脈沖射流的脈沖。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，交替地向所述工件(104)的空腔(162) 施加液態(tài)流體的流經(jīng)所述空腔(16 的第一進(jìn)入口(184)的第一脈沖射流的脈沖和液態(tài)流 體的流經(jīng)所述空腔(162)的第二進(jìn)入口(186)的第二脈沖射流的脈沖。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，以如下方式向所述工件 (104)的所述空腔(16 的區(qū)域(188)施加液態(tài)流體的第一脈沖射流的脈沖和液態(tài)流體的 第二脈沖射流的脈沖，即，使來自所述第一脈沖射流的流體和來自所述第二脈沖射流的流 體沿不同方向流經(jīng)所述工件(104)的所述空腔(16 的所述區(qū)域(188)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的裝置(100)用于清洗工件(104)的應(yīng)用，尤其是， 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的裝置通過依據(jù)權(quán)利要求12至18之一所述的方法用于清 洗工件(104)的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生成液態(tài)流體的脈沖射流的裝置，所述裝置包括流體入口、流體出口和設(shè)置在流體入口和流體出口之間的截止元件，所述截止元件周期性地關(guān)閉和放開在流體入口和流體出口之間的流體通道，所述裝置可以改善對(duì)被施加脈沖射流的對(duì)象的機(jī)械作用，為了實(shí)現(xiàn)上述裝置而提出所述裝置包括至少一個(gè)旁路，通過所述旁路即使在截止元件處于關(guān)閉階段期間也能夠向流體出口輸送液態(tài)流體。
文檔編號(hào)B08B3/02GK102112242SQ200980130853
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月9日
發(fā)明者埃貢·卡斯克 申請(qǐng)人:杜爾艾科克林有限公司