流體流噴嘴的制作方法
【專利說明】流體流噴嘴
[0001]相關(guān)串請的引用和優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請是對2013年4月26日提交的共同未決臨時申請N0.61/816，596所提出的發(fā)明申請，并且要求上述共同未決臨時申請的優(yōu)先權(quán)，上述共同未決臨時申請的全部內(nèi)容合并于此。
【背景技術(shù)】
[0003]本公開涉及流體流噴嘴，具體地涉及用于在加速的水流中使用的噴嘴。
[0004]流體流設(shè)備(例如軟管或硬管附接物)是眾所周知的。許多這樣的附接物被設(shè)置以使來自軟管或硬管的用于不同任務(wù)的流體流或水流加速。理想的流速通常取決于任務(wù)的性質(zhì)，例如草地澆水對比功率清洗。在前一種情況下，更寬的低速流型是令人滿意的，而在后一種情況下，高速更窄的流型是優(yōu)選的。
[0005]由基本物理可知，當(dāng)內(nèi)直徑減小時，穿過噴嘴的流體流的速度增大。因此，噴嘴必然包括與出口相比具有更大的內(nèi)直徑的入口。在流體流設(shè)備中，如何實現(xiàn)這種直徑的改變是存在差異的。一些設(shè)備使用直徑階梯下降的出口孔，但這種方法引起明顯的流體阻力和減小的流量。因此，多數(shù)設(shè)備設(shè)有從較大的入口直徑到較小的出口直徑逐漸變細(xì)的錐形孔。其它設(shè)備使用從較大的入口到較小的出口直徑的球形孔。
[0006]一個典型的問題是，在較高的流速，流體流可更加湍急或者趨于分叉。這兩個問題都與期望用于功率噴灑任務(wù)(例如功率清洗)的直的有力的流川流相背。因此，需要一種流體流噴嘴，其能夠在使j I丨流的湍流和分叉減小的同時實現(xiàn)高流速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提供一種流體流噴嘴，所述流體流噴嘴被配置為在使排出川流的湍流和分叉減小的同時增大流速。在一個方面，噴嘴包括從入口到出口的錐形通道，所述錐形通道沿著錐形通道的長度具有多個葉片。葉片有助于確保線形流，從而使排出川流的分叉減小。在另一個方面，葉片可彎曲以使流體流具有轉(zhuǎn)動動量。還在另一個方面，葉片由在錐形通道的內(nèi)壁中限定的凹槽代替。凹槽也可彎曲以有助于使流體具有轉(zhuǎn)動動量，同時從入口到出口流速增加。
[0008]在另一個方面，流體流噴嘴包括從入口到出口的一連串的階段，從而在不增大排出川流的湍流或分叉的情況下連續(xù)地增大流速。兩個階段具有恒定的直徑，而三個階段在恒定直徑的階段之間逐步減小直徑。
[0009]在另一個方面，可設(shè)置可選擇的孔口附接物，以允許使用者在孔口的多個形狀和尺寸中進行選擇。附接物可安裝到排出噴嘴從而按照使用者的期望進一步改變排出川流。
【附圖說明】
[0010]圖1是此處公開的流體流噴嘴的立體圖。
[0011]圖2 (a)至圖2(d)是圖1中示出的噴嘴的工程視圖，包括頂部、出口端、入口端和截面視圖。
[0012]圖3是根據(jù)本公開的另一方面的流體流噴嘴的切掉局部的立體圖。
[0013]圖4是圖3中示出的流體流噴嘴的端視圖。
[0014]圖5是根據(jù)本公開的進一步方面的流體流噴嘴的切掉局部的立體圖。
[0015]圖6是根據(jù)本公開的又另一方面的流體流噴嘴的側(cè)截面圖。
[0016]圖7是在本公開的一個特征中的用于接合到流體流噴嘴的可選擇的出口開放附接物的端視圖。
[0017]圖8是圖6中所示的流體流噴嘴的出口端的放大視圖，其中圖7中所示的可選擇的出口起始附接物安裝到所述出口端。
【具體實施方式】
[0018]為了促進對本發(fā)明的原理的理解的目的，現(xiàn)在將參照附圖中示出的和以下說明書中描述的實施例。應(yīng)理解，不欲由此限制本發(fā)明的范圍。還應(yīng)理解，本發(fā)明包括對所示實施例的任意更改和修改，并且包括本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常會想到的本發(fā)明的原理的其它應(yīng)用。
[0019]如圖1和圖2(a)至圖2(d)所示，流體流噴嘴10包括可螺紋接合到花園軟管、硬管或其它固定裝置的入口端11、細(xì)長主體12和出口端13。噴嘴從入口端到出口端是空的，限定入口通道15，緊隨著的第一錐形通道16、第二錐形通道17和出口通道18。入口通道和出口通道15、18分別具有大致恒定的直徑，入口具有比出口更大的直徑。在一個具體的實施例中，入口通道可具有約19.3mm的直徑，并且出口通道可具有約4.7mm的直徑，在直徑上近似4比1減小。因為流體流率與直徑的平方成比例，所以該減小在從入口到出口的流速上引起近似16倍的增加。
[0020]第一和第二錐形通道16、17是鄰近的，并且以相同的角度從入口通道到出口通道逐漸變細(xì)。在一個具體的實施例中，通道16、17能夠以約13.3度的角度對于約62.5mm的結(jié)合長度逐漸變細(xì)。錐形通道因此結(jié)合以逐漸減小流直徑，并且由此逐漸增大流速。在具體的實施例中，出口通道可以具有約25_的長度，或者具有約為錐形通道長度的40%的長度。錐形通道的長度有助于增大流速且不引起湍流，而出口通道的長度有助于保持離開噴嘴10的層流。出口通道還有助于使出口川流保持為盡可能地窄，S卩，盡可能地接近出口直徑。然而，如現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴，長度和直徑關(guān)系單獨不足以確保不分叉的出口川流。
[0021]為了進一步減小出口川流的分叉，第一錐形通道16設(shè)有線形葉片20，所述線形葉片20平行于噴嘴的長度延伸，并且從通道的內(nèi)表面大致徑向地向內(nèi)延伸。葉片從入口通道15沿著第一錐形通道16的長度延伸，并且本質(zhì)上具有倒錐形高度，這意味著葉片從入口通道處的最大高度到第一與第二錐形通道之間的匯合處的零高度逐漸變細(xì)。在一個具體的實施例中，在約9.9mm的直徑處限定葉片20的內(nèi)邊緣21。具有葉片的第一錐形部分沿著約為兩個錐形部分的結(jié)合長度的三分之二(2/3)的長度延伸，所述結(jié)合長度在具體實施例中提供約為42.4mm的第一錐形部分的長度。葉片的這種形態(tài)使穿過噴嘴流動的流體變直，從而使排出川流分叉不明顯并且保持大致直的川流。
[0022]噴嘴的主體12從入口到出口可逐漸變細(xì)，大致平行于第一和第二錐形通道的錐形。為了加強噴嘴，主體12可設(shè)有貫穿所述主體的長度的外肋25。噴組可由合適的材料制造，例如由硬塑料材料塑模。入口端11可包括如圖1所示的外螺紋，或者可包含用于接合到軟管、硬管或類似的流體流設(shè)備的另一特征?？商鎿Q地，整個噴嘴可與流體流設(shè)備的排出端一體成形或者可包塑到設(shè)備的排出端上。
[0023]圖3和圖4中所示的流體流噴嘴50與噴嘴10的類似之處在于噴嘴在錐形通道中包括葉片。噴嘴50包括入口端51和出口端52。為清楚起見，入口端51被示出為沒有任何用于接合到軟管、硬管或其它流體流設(shè)備的裝配物。然而，可理解，噴嘴50可包含裝配物或者可以合適的方式(如所示)接合到流體流設(shè)備。噴嘴50包括錐形通道55，所述錐形通道55從入口端51到出口端52處的出口通道56延伸。出口通道具有恒定的直徑，而錐形通道55從入口端的較大的直徑到出口端的較小的直徑逐漸變細(xì)。正如噴嘴10，噴嘴50可具有4:1的入口到出口的直徑比例。
[0024]噴嘴50還包括位于錐形通道55內(nèi)的彎曲的葉片58。葉片的邊緣59的高度從入口端51到出口通道56減小，這與噴嘴10的葉片20相類似。因此，端60處的高度大于端61處的葉片高度。與葉片20不同，葉片58在端61處不會減小到零高度，取而代之的是具有非零高度，正如圖3中所示的。葉片58沿著錐形通道55的長度延伸并且從入口到出口端以逐漸螺旋的形狀彎曲。在一個示例中，葉片58可遵循一個半徑，所述半徑近似等于錐形通道55的長度，在一個具體的示例中所述半徑可以是約90mm。如圖4中可看出的，每個葉片的端60和61在噴嘴中處于相同的角度位置處，或者換句話說，葉片58的出口端61相對于入口端60沒有角度偏移。在所示的實施例中，四個葉片58圍繞錐形通道的圓周平均地間隔開。葉片的寬度足以在高流速下保持硬度，但足夠地窄從而不會顯著地減小流面積。
[0025]葉片的彎曲使穿過噴嘴流動的流體具有轉(zhuǎn)動動量，同時錐形通道逐漸地增大流速。轉(zhuǎn)動動量有助于保持流體流準(zhǔn)直或者有助于防止流體川流在其離開噴嘴50時分叉。
[0026]噴嘴50包括徑向向內(nèi)定向的葉片，然而圖5中示出的噴嘴70包含在噴嘴的錐形通道75中限定的徑向向外形成的凹槽78。噴嘴70從入口端71到出口端72處的出口通道76以與噴嘴50相類似的方式包括錐形通道75。凹槽78在錐形通道75處具有一深度，所述深度在噴嘴70的壁厚度的三分之一(1/3)與二分之一(1/2)之間。通道的寬度可以是在深度的50%與100%之間。在具體的實施例中，凹槽具有約1.5mm的寬度和深度。凹槽以逐漸螺旋的形式彎曲。與噴嘴50的葉片58不同，凹槽78的端可以彼此有角度地偏移。因為凹槽凹陷到噴嘴的壁中，所以凹槽不會阻礙流體流或減小流面積。凹槽不會使流體流具有轉(zhuǎn)動動量；然而，相對于圖3的實施例的葉片，凹槽的凹陷特性可以減小給予轉(zhuǎn)動動量的能力。為了改進使流體流具有轉(zhuǎn)動的能力，與噴嘴50中的葉片相比，在噴嘴70中設(shè)置有更多數(shù)量的凹槽78。設(shè)置至少六個凹槽，并且在具體實施例中八個凹槽圍繞錐形通道75的圓周均勻地間隔開，正如圖5中所示的