МОДУЛЬНЫЕ ДВУХВЕКТОРНЫЕ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫЕ СОПЛА ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
MODULAR TWO-VECTOR SPRAY FLUID NOZZLES

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
В данной обычной заявке на патент США испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/694,262, поданной 29 августа 2012, озаглавленной: MODULAR DUAL VECTOR FLUID SPRAY NOZZLES, срок действия которой истек 29 августа 2013, и предварительной заявке на патент США № 61/694,255, поданной 29 августа 2012, озаглавленной: SIX-STEP SNOW-MAKING GUN, срок действия которой истек 29 августа 2013, и предварительной заявке на патент США № 61/694,250, озаглавленной: FOUR-STEP SNOW-MAKING GUN, срок действия которой истек 29 августа 2013, и предварительной заявки на патент США № 61/694,256, озаглавленной: SINGLE-STEP SNOW-MAKING GUN, срок действия которой истек 29 августа 2013. Содержание вышеупомянутых предварительных заявок на патент специально включено в данную заявку путем ссылки во всех отношениях так, как если бы оно было полностью приведено в данном документе.
Кроме того, данная обычная заявка на патент США является родственной по отношению к заявке на патент США № 12/998,141, поданной 22 марта 2011, озаглавленной: FLAT JET FLUID NOZZLES WITH ADJUSTABLE DROPLET SIZE INCLUDING FIXED OR VARIABLE SPRAY ANGLE, находящейся на рассмотрении, которая представляет собой переведенную на национальную фазу международную заявку № РСТ/US2009/005345, поданную 25 сентября 2009, озаглавленную: FLAT JET FLUID NOZZLES WITH ADJUSTABLE DROPLET SIZE INCLUDING FIXED OR VARIABLE SPRAY ANGLE, срок действия которой в настоящее время истек, и которая, в свою очередь, испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент Австралии № 2008904999, поданной 25 сентября 2008, озаглавленной “PLUMES”, срок действия которой также истек. В завершение, данная обычная заявка на патент США дополнительно является родственной по отношению к обычной заявке на патент США № 14/013,582, озаглавленной: SINGLE AND MULTI-STEP SNOWMAKING GUNS, поданной 29 августа 2013, находящейся на рассмотрении. Содержание всех вышеупомянутых предварительных заявок на патент специально включено в данную заявку путем ссылки во всех отношениях так, как если бы оно было полностью приведено в данном документе.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение: Настоящее изобретение относится в целом к распылительным соплам для текучей среды. В частности, данное изобретение относится к модульным двухвекторным распылительным соплам для текучей среды, пригодным для применения любого вида распыления текучих сред, например, для изготовления искусственного снега, ликвидации пожара, пожаротушения, окрашивания и распыления растворителей, при этом данные примеры применений приведены не в качестве ограничения.
Описание предшествующего уровня техники: Сопла, предназначенные для превращения текучих сред, таких как вода, под давлением в распыленные туманы или струи пара, хорошо известны в данной области техники. Сопла используются во многих областях применения, например, при ирригации, увлажнении для ландшафтного озеленения, пожаротушении и даже при распылении растворителей и красок. Сопла также используются в оборудовании, предназначенном для изготовления искусственного снега, для получения распыленных туманов из водяных капель с размером, пригодным для пролета через холодную атмосферу для замораживания их до состояния снега с целью изготовления искусственного снега на лыжных курортах. Известно, что обычные сопла образуют туманообразные струи текучих сред, имеющие определенную форму факела распыла, например, конические формы туманообразных струй широко используются для наконечников садовых шлангов. Сопла, которые образуют плоскую струю (веерообразную), оказались особенно полезными при изготовлении искусственного снега, пожаротушении и ирригации. Однако плотность струи, достигаемая посредством плоскоструйных сопел, обеспечивается в значительной степени вдоль плоскости, образованной выпускным отверстием и направлением траектории, в результате чего ограничивается плотность текучей среды вдоль направлений, отклоняющихся от данной плоскости, определяемой траекторией. Существует потребность в усовершенствованных распылительных соплах для текучей среды, имеющих траектории текучей среды в пересекающихся плоскостях. Кроме того, было бы целесообразным иметь такие усовершенствованные сопла, которые являются модульными без перемещения компонентов для облегчения обслуживания и замены в системе распыления текучих сред. Подобные усовершенствованные сопла могут обеспечить бóльшую возможность регулирования следующих изменяемых параметров струй, распыляемых посредством сопел: скорости потока текучей среды, размера капель, образуемых в эжекционном выпускном отверстии, формы струи и угла распыла.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрыты различные варианты осуществления двухвекторных сопел для текучей среды. Определенный вариант осуществления сопла для текучей среды может иметь цельный цилиндрический корпус, включающий канал для текучей среды, имеющий ось канала для текучей среды, расположенную коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до щелевого выпускного отверстия на дистальном конце. Данный вариант осуществления канала для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через щелевое выпускное отверстие. Данный вариант осуществления канала для текучей среды может дополнительно включать цилиндрические субканалы, каждый из которых образован расточенным отверстием, начинающимся от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающимся противоположными полусферическими поверхностями столкновения у щелевого выпускного отверстия.
Раскрыт другой вариант осуществления сопла для текучей среды. Сопло для текучей среды может включать цельный цилиндрический корпус, включающий канал для текучей среды, расположенный в нем, имеющий ось канала для текучей среды, расположенную коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до крестообразного щелевого выпускного отверстия на дистальном конце. Данный вариант осуществления канала для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через крестообразное щелевое выпускное отверстие. Данный вариант осуществления канала для текучей среды может дополнительно включать цилиндрические субканалы, каждый из которых образован расточенным отверстием, начинающимся от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающимся противоположными полусферическими поверхностями столкновения у крестообразного щелевого выпускного отверстия.
Раскрыт еще один вариант осуществления сопла для текучей среды. Сопло для текучей среды может включать цельный цилиндрический корпус, включающий канал для текучей среды, имеющий ось канала для текучей среды, расположенную коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до основного щелевого выпускного отверстия на дистальном конце. Канал для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через основное щелевое выпускное отверстие или одно из двух вспомогательных щелевых выпускных отверстий, при этом два вспомогательных щелевых выпускных отверстия образованы на дистальном конце корпуса и расположены параллельно основному щелевому выпускному отверстию и с противоположных сторон основного щелевого выпускного отверстия. Канал для текучей среды может дополнительно включать цилиндрические субканалы, каждый из которых образован путем растачивания отверстия, начинающегося от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающегося противоположными полусферическими поверхностями столкновения у одного из основного или двух вспомогательных щелевых выпускных отверстий.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Нижеуказанные чертежи иллюстрируют приведенные в качестве примера варианты осуществления, предназначенные для реализации изобретения на практике. На чертежах аналогичные ссылочные позиции относятся к аналогичным компонентам на различных видах или в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного со сдвоенными субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 3 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 1-2, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4 представляет собой указанное на Фиг. 1, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 1-3, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5 представляет собой указанное на Фиг. 2, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 1-4, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 1-5, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 1-6, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 8А-8Е представляют собой соответственно виды в перспективе сзади, в перспективе спереди, сзади, сбоку и спереди приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 1-7, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 9 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного со строенными субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 10 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 9, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 11 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 9-10, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 12 представляет собой указанное на Фиг. 9, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 9-11, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 13 представляет собой указанное на Фиг. 10, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 9-12, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 14 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 9-13, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 15 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 9-14, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 16А-16F представляют собой соответственно повернутый вид спереди, вид сверху, вид в перспективе спереди, вид спереди, вид сбоку и вид сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 9-15, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 17 представляет собой вид спереди трехкамерного варианта осуществления сопла для текучей среды в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 18 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 17, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 19 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 17-18, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 20 представляет собой указанное на Фиг. 17, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 17-19, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 21 представляет собой указанное на Фиг. 18, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 17-20, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 22 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 17-21, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 23 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 17-22, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 24А-24Е представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 17-23, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 25 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного с крестообразным щелевым выпускным отверстием и пятью субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 26 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 25, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 27 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 25-26, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 28 представляет собой указанное на Фиг. 25, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 25-27, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 29 представляет собой указанное на Фиг. 26, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 25-28, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 30 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 25-29, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 31 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 25-30, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 32А-34F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 25-31, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 33 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного с щелевыми выпускными отверстиями и пятью субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 34 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 33, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 35 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 33-34, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 36 представляет собой указанное на Фиг. 33, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 33-35, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 37 представляет собой указанное на Фиг. 34, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 33-36, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 38 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 33-37, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 39 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 33-38, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 40А-40F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 33-39, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 41 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного с одним щелевым выпускным отверстием, пятью субкамерами и сдвоенными плоскими струями, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 42 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 41, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 43 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-42, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 44 представляет собой указанное на Фиг. 41, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-43, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 45 представляет собой указанное на Фиг. 42, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-44, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 46 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-45, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 47 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-46, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 48А-48F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 41-47, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 49 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла для текучей среды, выполненного с одним щелевым выпускным отверстием, пятью субкамерами и сдвоенными плоскими струями, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 50 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 49, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 51 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 49-50, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 52 представляет собой указанное на Фиг. 49, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 49-51, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 53 представляет собой указанное на Фиг. 50, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 49-52, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 54 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 49-53, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 55 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 49-54, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 56А-56F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера факела струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла для текучей среды, показанного на Фиг. 49-55, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 57А-57Е представляют собой виды спереди, снизу, слева, поперечное сечение и вид в перспективе модульной сопловой головки в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном документе раскрыты различные варианты осуществления двухвекторных распылительных сопел для текучей среды. Новые сопла пригодны для любой области применения, в которой требуется превращение массы текучей среды в мелкодисперсную и распыленную текучую среду. Неисчерпывающий перечень подобных применений может включать: (1) превращение массы воды в мелкодисперсные частицы воды, предназначенные для выталкивания в холодную атмосферу с зародышевыми частицами или без зародышевых частиц для образования искусственного снега; (2) превращение массы воды в мелкодисперсные частицы воды, предназначенные для выталкивания на горящие объекты для пожаротушения, борьбы с огнем и ликвидации пожара; (3) превращение массы воды в мелкодисперсные частицы воды, предназначенные для выталкивания в атмосферу во внутренних двориках/на террасах ресторанов для испарительного охлаждения; (4) превращение массы масла в мелкодисперсные масляные туманы для распыления на механические детали для смазки и борьбы с коррозией, и (5) превращение массы растворителя в туманы, получаемые при распылении мелкодисперсных частиц растворителя и предназначенные для использования при очистке объектов любого вида; (6) превращение массы краски в струи мелкодисперсной краски для нанесения покрытий на объекты любого вида. Для среднего специалиста в данной области техники при наличии данного описания будет понятно огромное число возможных применений технических решений для сопел, раскрытых в данном документе. Применение данных технических решений для сопел для подобных других применений, возможных, но не раскрытых в явном виде, находится в пределах объема и сущности данного изобретения и его формулы.
Различные варианты осуществления двухвекторных распылительных сопел для текучей среды, раскрытые в данном документе, могут быть использованы вместе с любыми пригодными сопловой головкой, устройством или приспособлением для подачи текучей среды. Важно то, что технические решения, раскрытые в данном документе, не ограничены типом сопловой головки, устройства для подачи текучей среды, приспособления или даже типом текучей среды, используемой в распылительных соплах для текучей среды. Тем не менее, в сущности текучие среды, которые имеют низкую вязкость и могут быть легко преобразованы в мелкодисперсные частицы, как правило, представляют собой текучие среды, предпочтительные для использования вместе с новыми двухвекторными распылительными соплами для текучей среды, раскрытыми в данном документе.
Приведенные в качестве примера варианты осуществления двухвекторных распылительных сопел для текучей среды, раскрытые в данном документе, могут быть выполнены из любого пригодного материала, в качестве примера которого, а не в качестве ограничения, можно привести алюминий, нержавеющую сталь, титан, латунь или любой другой твердый материал, которому может быть придана форма, подобная раскрытой в данном документе, и который может выдерживать высокое давление текучих сред, проходящих через впускные отверстия сопел, камеры для текучей среды и выпускные отверстия, без разрушения, изгиба или прогиба. Сначала будут описаны приведенные в качестве примера варианты осуществления двухвекторных распылительных сопел для текучей среды, показанные на чертежах, после чего следует описание более обобщенных вариантов осуществления и разновидностей.
Далее рассматриваются Фиг. 1-7 чертежей, которые иллюстрируют различные виды одного варианта осуществления сопла 100 для текучей среды, выполненного со сдвоенными субкамерами. Из Фиг. 1-7 можно видеть, что сопло 100 в сущности является по существу цилиндрическим. В частности, Фиг. 1 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла 100 для текучей среды, выполненного со сдвоенными субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением. Поперечное сечение торца 102 сопла 100 может быть по существу круглым, как показано на Фиг. 1. Однако предусмотрены другие варианты поперечных сечений торца 102, например, квадратное, пятиугольное, шестиугольное, восьмиугольное и т.д., но возможные варианты приведены не в качестве ограничения. Подобные другие поперечные сечения могут быть особенно целесообразными во время установки и удаления сопла 100 из предназначенного для него приспособления или сопловой головки (см., например, 800, Фиг. 57А-57Е). В качестве примера, а не в качестве ограничения, поперечные сечения квадратной, шестиугольной и восьмиугольной формы могут обеспечить быстрое сопряжение с гаечными ключами или другими инструментами, используемыми для установки и удаления сопел 100 из приспособления (не показано). Кроме того, Фиг. 1 иллюстрирует щелевое выпускное отверстие 104 на торце 102 сопла 100.
Фиг. 2 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 2 показывает витки 106 резьбы, расположенные вдоль выполненного с впускным отверстием конца 110 сопла 100, которые выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность сопряжения с отверстием или гнездом (не показано) в соответствующем приспособлении, например, в водоструйной сопловой головке (также не показанной). Фиг. 2 также иллюстрирует кольцевую уплотнительную канавку 108, расположенную по окружности вокруг сопла 100 и расположенную между торцом 102 и концом 110 с впускным отверстием. Кольцевая уплотнительная канавка 108 выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема уплотнительного кольца (не показано), используемого для образования водонепроницаемого уплотнения между соплом 100 и приспособлением (не показано), к которому присоединено сопло 100. Витки 106 резьбы расположены между кольцевой уплотнительной канавкой 108 и концом 110 с впускным отверстием.
Фиг. 3 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1-2, в соответствии с настоящим изобретением. Как видно на виде сзади сопла 100, показанном на Фиг. 3, контур впускного отверстия 112 показывает обе сдвоенные субкамеры 114А и 114В, которые образованы в сопле 100 растачиванием. Сдвоенные субкамеры 114А и 114В могут быть образованы параллельными друг другу посредством растачивания сопла 100 со стороны конца 110 с впускным отверстием в направлении, параллельном продольной оси 116, показанной пунктирной линией на Фиг. 2, и заканчиваются, не доходя до торца 102 (Фиг. 1 и 2). Каждая из сдвоенных субкамер 114А и 114В может быть образована посредством использования полукруглого расточного резца, который образует полусферическую поверхность столкновения (лучше всего показанную на Фиг. 5 со ссылочной позицией 118, как рассмотрено ниже) рядом со щелевым выпускным отверстием 104. На пересечении сдвоенных субкамер 114А и 114В находятся противоположные гребнеобразные выступы 120, которые расположены между сдвоенными субкамерами 114А и 114В.
Фиг. 4 представляет собой указанное на Фиг. 1, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1-3, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 4 иллюстрирует витки 106 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 108, показанные на Фиг. 2. Кроме того, Фиг. 4 иллюстрирует зазор 122 между противоположными гребнеобразными выступами 120, показанными на Фиг. 3, образованный, например, путем высверливания или растачивания вдоль продольной оси 116 посредством расточного резца (сверла) меньшего диаметра по сравнению с диаметром расточного резца, используемого для образования сдвоенных субкамер 114А и 114В. Зазор 122 начинается на конце 110 с впускным отверстием и заканчивается у щелевого выпускного отверстия 104, не доходя до торца 102. Камера 114 для текучей среды содержит комбинацию сдвоенных субкамер 114А и 114В.
Фиг. 5 представляет собой указанное на Фиг. 2, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1-4, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 5 иллюстрирует по существу цилиндрическую форму сдвоенных субкамер 114А и 114В и полусферические поверхности 118 столкновения сдвоенных субкамер 114А и 114В рядом со щелевым выпускным отверстием 104. Фиг. 5 также иллюстрирует витки 106 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 108 сопла 100.
Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1-5, в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 6 показаны торец 102, щелевое выпускное отверстие 104, кольцевая уплотнительная канавка 108, витки 106 резьбы и конец 110 с впускным отверстием сопла 100.
Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 100, показанного на Фиг. 1-6, в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 7 также показаны впускное отверстие 112, образованное на конце 110 с впускным отверстием, противоположные гребнеобразные выступы 120 между сдвоенными субкамерами 114А и 114В, витки 106 резьбы, кольцевая уплотнительная канавка 108 и торец 102 сопла 100.
Функционирование сопла 100 и поток текучей среды из сопла 100 описаны следующим образом: Текучая среда под давлением поступает во впускное отверстие 112 из приспособления или сопловой головки (непоказанных), к которой сопло 100 было присоединено посредством резьбы 106. Текучая среда, поступающая во впускное отверстие 112, проходит затем через сдвоенные субкамеры 114А и 114В по направлению к полусферическим поверхностям 118 столкновения, с которыми ламинарный поток текучей среды «вынужден» сталкиваться сверху и снизу от щелевого выпускного отверстия 104 перед выходом с высокой скоростью в виде распыленных частиц текучей среды подобно туману или облаку. Каждая из сдвоенных субкамер 114А и 114В образует форму плоскоструйного факела распыла независимо и вдоль плоскости щелевого выпускного отверстия 104. Однако в особенности новым и специфическим признаком данной конфигурации сопла 100 со сдвоенными субкамерами является взаимодействие двух независимых плоских струй текучей среды, которые сталкиваются друг с другом снаружи щелевого выпускного отверстия 104 и образуют вертикальную составляющую факела распыла помимо горизонтальной составляющей, комбинация которых названа в данном документе «двухвекторным» факелом распыла.
Данный двухвекторный факел распыла проиллюстрирован на Фиг. 8А-8Е. В частности, Фиг. 8А-8Е представляют собой соответственно виды в перспективе сзади, в перспективе спереди, сзади, сбоку и спереди приведенного в качестве примера, составного факела 150 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 100 для текучей среды, выполненного со сдвоенными субкамерами и показанного на Фиг. 1-7, в соответствии с настоящим изобретением. Как отмечено выше, каждая из сдвоенных субкамер 114А и 114В образует горизонтальный факел 152 струи текучей среды в плоскости, «содержащей» щелевое выпускное отверстие 104. При этом взаимодействие двух независимых плоских струй текучей среды, смежных друг с другом, которые сталкиваются друг с другом снаружи щелевого выпускного отверстия 104, вызывает образование вертикальной составляющей или вертикального факела 204 струи текучей среды. Комбинация горизонтального 152 и вертикального 154 факелов распыла названа в данном документе «двухвекторным» факелом распыла, при этом данная комбинация, как полагают, является специфической и неочевидной в данной области техники. В сущности, двухвекторные сопла для текучей среды, раскрытые в данном документе, например, сопло 100, имеют приведенный в качестве примера, составной факел 150 струи максимальной плотности, который состоит из горизонтального 152 и вертикального 154 факелов распыла, которые расходятся радиально в направлении от выходного отверстия.
Факелы струй максимальной плотности в данном документе показаны все усеченными после выхода из щелевого выпускного отверстия для иллюстрации горизонтального и вертикального (перпендикулярных) двухвекторных факелов струй максимальной плотности. Следует понимать, что факелы распыла в конце концов рассеиваются в атмосфере и образуют тем в большей степени случайные формы облаков или туманов, чем они дальше от выходного отверстия. Это обусловлено тем, что на двухвекторные факелы струй максимальной плотности в конце концов будут действовать турбулентность окружающего воздуха, трение о молекулы окружающего воздуха или другие объекты, или они будут подвергаться возмущающему воздействию других сил, которые могут действовать на струи текучей среды после выхода из сопла.
Несмотря на то, что в данном документе используются термины «горизонтальный» и «вертикальный», среднему специалисту в данной области техники будет совершенно понятно, что горизонтальный факел 152 струи, возможно, необязательно будет совпадать с гравитационной горизонталью. То же самое можно указать в отношении вертикального факела 154 струи, необязательно совпадающего с гравитационной вертикалью. Ключевая взаимосвязь между горизонтальным 152 и вертикальным 154 факелами струи состоит в том, что их максимальные плотности струй «ориентированы» перпендикулярно друг другу, как проиллюстрировано на Фиг. 9-15.
Далее со ссылкой на Фиг. 9-15 будет описан вариант осуществления сопла 200 для текучей среды, выполненного со строенными субкамерами. Из Фиг. 9-15 можно видеть, что сопло 200 в сущности является по существу цилиндрическим. В частности, Фиг. 9 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла 300 для текучей среды, выполненного со строенными субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением. Поперечное сечение торца 202 сопла 200 может быть по существу круглым, как показано на Фиг. 9. Однако предусмотрены другие варианты поперечных сечений торца 202 (подобно торцу 102, рассмотренному выше), например, квадратное, пятиугольное, шестиугольное, восьмиугольное и т.д., но возможные варианты приведены не в качестве ограничения, и они рассматриваются как находящиеся в пределах объема настоящего изобретения.
Подобные другие поперечные сечения могут быть особенно целесообразными во время установки и удаления сопла 100 из предназначенного для него приспособления. Например, поперечные сечения квадратной, шестиугольной и восьмиугольной формы у торца 202 или «расположенные по окружности» в любом месте между торцом 202 и кольцевой уплотнительной канавкой 208, могут обеспечить быстрое сопряжение с гаечными ключами или другими инструментами, используемыми для установки и удаления сопел 100 из приспособления (не показано). Подобные другие поперечные сечения преднамеренно не проиллюстрированы в данном документе для упрощения многочисленных чертежей. Кроме того, Фиг. 9 иллюстрирует щелевое выпускное отверстие 204 и отверстия 224 под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа на торце 202 сопла 200. Отверстия 224 под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа, показанные на Фиг. 9, 12 и 14, могут быть использованы вместе со штифтовым/вилочным гаечным ключом или другим аналогичным инструментом для установки или удаления сопла 200 из сопловой головки или другого приспособления, к которому оно присоединено посредством использования резьбы 206, в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг. 10 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 200 для текучей среды, показанного на Фиг. 9, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 10 показывает витки 206 резьбы, расположенные вдоль выполненного с впускным отверстием конца 210 сопла 200, которые выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность сопряжения с отверстием или гнездом (не показано) в соответствующем приспособлении, например, в водоструйной сопловой головке (также не показанной). Фиг. 10 также иллюстрирует кольцевую уплотнительную канавку 208, расположенную по окружности вокруг сопла 200 и расположенную между торцом 202 и концом 210 с впускным отверстием. Кольцевая уплотнительная канавка 208 выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема уплотнительного кольца (не показано), используемого для образования водонепроницаемого уплотнения между соплом 200 и приспособлением (не показано), к которому сопло 200 присоединено посредством использования витков 206 резьбы. Витки 206 резьбы могут быть расположены между кольцевой уплотнительной канавкой 108 и концом 110 с впускным отверстием в соответствии с проиллюстрированным вариантом осуществления.
Фиг. 11 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 9-10, в соответствии с настоящим изобретением. Как видно на виде сзади сопла 200, показанном на Фиг. 11, контур впускного отверстия 212 показывает три субкамеры 214А-С, которые могут быть расточены в сопле 200 со стороны конца 210 с впускным отверстием. Строенные субкамеры 214А-С могут быть образованы параллельными друг другу посредством растачивания сопла 200 со стороны конца 210 с впускным отверстием в направлении, параллельном продольной оси 216, показанной пунктирной линией на Фиг. 10, и заканчиваются, не доходя до торца 202 (см., например, Фиг. 9-10 и 12-13). Каждая из строенных субкамер 214А-С может быть образована посредством использования полукруглого расточного резца (сверла), который образует полусферическую поверхность столкновения (лучше всего показанную на Фиг. 12-13 со ссылочной позицией 218, как рассмотрено ниже) рядом со щелевым выпускным отверстием 204. Соседние пересечения строенных субкамер 214А-С представляют собой противоположные гребнеобразные выступы 220 (две пары), которые расположены между соседними строенными субкамерами 214А-С.
Фиг. 12 представляет собой указанное на Фиг. 9, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 9-11, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 12 иллюстрирует витки 206 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 208, также показанные на Фиг. 10 и 13-15. Кроме того, Фиг. 12 иллюстрирует зазор 222 между противоположными гребнеобразными выступами 220, показанными на Фиг. 11 и 15. Зазор 222 начинается на конце 210 с впускным отверстием и заканчивается у щелевого выпускного отверстия 204, не доходя до торца 202. Камера для текучей среды, показанная в целом у стрелки 214, содержит комбинацию всех трех из строенных субкамер 214А-С.
Фиг. 13 представляет собой указанное на Фиг. 10, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 9-12, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 13 иллюстрирует по существу удлиненную цилиндрическую форму строенных субкамер 214А-С и полусферические поверхности 218 столкновения строенных субкамер 214А-С рядом со щелевым выпускным отверстием 204. Противоположные гребнеобразные выступы 220 показаны в виде линий, проходящих в продольном направлении на Фиг. 13. Фиг. 13 также иллюстрирует витки 206 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 208 сопла 200.
Фиг. 14 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 9-13, в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 14 показаны торец 202, щелевое выпускное отверстие 204, отверстия 224 под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа (показаны два), кольцевая уплотнительная канавка 208, витки 206 резьбы и конец 210 с впускным отверстием сопла 200.
Фиг. 15 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 9-14, в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 15 также показаны впускное отверстие 212, образованное на конце 210 с впускным отверстием, противоположные гребнеобразные выступы 220 между строенными субкамерами 214А-С, витки 206 резьбы, кольцевая уплотнительная канавка 208 и торец 202 сопла 200.
Фиг. 16А-16F представляют собой соответственно повернутый вид спереди, вид сверху, вид в перспективе спереди, вид спереди, вид сбоку и вид сзади приведенного в качестве примера, составного факела 250 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 200 для текучей среды, показанного на Фиг. 9-15, в соответствии с настоящим изобретением. Каждая из строенных субкамер 214А-С будет образовывать плоскоструйный независимый факел распыла, выходящий из щелевого выпускного отверстия 204, в виде горизонтального факела 252 распыла преимущественно в плоскости, которая включает щелевое выпускное отверстие 204. Кроме того и исключительно в вариантах осуществления двухвекторных сопел, раскрытых в данном документе, столкновение, вызываемое «пересечением» данных горизонтально ориентированных факелов 152, будет приводить к образованию вертикально ориентированных факелов 254 распыла. В данном случае термины «горизонтальный» и «вертикальный» также необязательно относятся к гравитационным горизонтали и вертикали, но просто означают перпендикулярность по отношению друг к другу. Способ именования, используемый в данном документе, служит для «связывания» термина «горизонтальной» с плоскостью, включающей щелевое выпускное отверстие 204, и термина «вертикальный» - с плотностями струй, которые по существу перпендикулярны к плоскости, включающей щелевое выпускное отверстие 204. Следует понимать, что сопла, раскрытые в данном документе, могут быть ориентированы в любом соответствующем направлении для любой соответствующей цели.
Соответственно, Фиг. 16А-F иллюстрируют приведенный в качестве примера, составной двухвекторный факел распыла, который показан в целом у стрелки 250, образован посредством сопла 200 и состоит из горизонтального факела 252 распыла и двух вертикальных факелов 254 распыла. Следует отметить, что вертикальные факелы 254 распыла ориентированы по существу перпендикулярно горизонтальному факелу 252 распыла. Зарождение каждого из двух вертикальных факелов 254 распыла соответствует пересечениям плоскоструйных факелов распыла из смежных субкамер 214А-С. Два вертикальных факела 254 распыла могут также приблизительно соответствовать двум противоположным парам гребнеобразных выступов 220, образованных в камере для текучей среды, показанной в целом посредством стрелки 214 на Фиг. 12 и 16F и содержащей все три субкамеры 214А-С.
Далее рассматриваются Фиг. 17-23, на которых на разных видах показан вариант осуществления трехкамерного сопла 300 для текучей среды. Сопло 300 имеет конструкцию, общую с конструкцией с камерой 214 для текучей среды, предусмотренной со строенными субкамерами, которая проиллюстрирована и описана выше со ссылкой на сопло 200. Однако сопло 300 дополнительно включает две дополнительные камеры 314 для текучей среды, предусмотренные со строенными субкамерами, при этом одна из дополнительных камер 314 смещена в вертикальном направлении вверх относительно камеры 214 для текучей среды и одна смещена в вертикальном направлении вниз относительно камеры 214 для текучей среды, и каждая камера 314 для текучей среды имеет меньшие размеры по сравнению с камерой 214 для текучей среды. Поскольку камеры 214 и 314 для текучей среды имеют по существу такую же конструкцию и функционируют так же, как предназначенная для текучей среды камера 214 сопла 200, при рассмотрении в дальнейшем сопла 300 внимание будет сосредоточено на отличительных новых признаках или отличиях конструкции и обусловленных ею форм факела струи текучей среды от сопел 100 и 200, раскрытых выше.
Фиг. 17 представляет собой вид спереди трехкамерного сопла 300 для текучей среды в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на Фиг. 17, торец 302 имеет основное щелевое выпускное отверстие 204 и два щелевых выпускных отверстия 304 меньшего размера, смещенные в вертикальном направлении вверх и вниз относительно основного щелевого выпускного отверстия 204 вдоль пунктирной линии, показанной для сечения на Фиг. 20. Следует отметить, что в отличие от сопла 200 на торце 302 сопла 300 отсутствуют отверстия 224 под штифты штифтового/вилочного ключа, поскольку именно в данном месте находятся щелевые выпускные отверстия 304 меньшего размера.
Фиг. 18 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 300, показанного на Фиг. 17, в соответствии с настоящим изобретением. Подобно другим вариантам осуществления сопла сопло 300 может иметь витки 306 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 308, расположенные между торцом 302 и предусмотренным с впускными отверстиями концом 310 сопла 300. Вид сопла 300 на Фиг. 18 по существу идентичен виду сопла 200 на Фиг. 10.
Фиг. 19 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 300, показанного на Фиг. 17-18, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 19 ясно показывает три независимые камеры для текучей среды, а именно центральную камеру 214 для текучей среды и смещенные в вертикальном направлении камеры 314 для текучей среды, имеющие меньший размер, при этом каждая из камер показана с соответствующей ей, щелевым выпускным отверстием 204 и 304. Таким образом, сопло 300 может быть выполнено с возможностью независимого приведения в действие каждой из трех камер 214 и 314 для текучей среды посредством использования соответствующей клапанной системы (непоказанной) в приспособлении, к которому сопло 300 прикреплено посредством витков 306 резьбы.
Фиг. 20 представляет собой указанное на Фиг. 17, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 300, показанного на Фиг. 17-19, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 20 иллюстрирует каждую из трех камер 214 (одну основную камеру для текучей среды) и 314 (две камеры для текучей среды, имеющие меньший размер) для текучей среды в сечении. Каждая из трех камер 214 (одна основная камера для текучей среды) и 314 (две камеры для текучей среды, имеющие меньший размер) для текучей среды выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема текучей среды под давлением на конце 310 с впускными отверстиями в каждом соответствующем впускном отверстии 212 и 312. При эксплуатации текучая среда под давлением может нагнетаться через каждую из трех камер 214 (одну основную камеру для текучей среды) и 314 (две камеры для текучей среды, имеющие меньший размер) для текучей среды до тех пор, пока не будет обеспечено столкновение ламинарного потока текучей среды с полусферическими поверхностями 218 и 318 столкновения (двумя поверхностями столкновения меньшего размера, соответствующими двум камерам 314 для текучей среды, имеющим меньший размер) перед выходом из соответствующих щелевых выпускных отверстий 204 и 304 (двух щелевых выпускных отверстий меньшего размера).
Фиг. 21 представляет собой указанное на Фиг. 18, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 300, показанного на Фиг. 17-20, в соответствии с настоящим изобретением. Следует отметить, что вид сопла 300, показанный на Фиг. 21, по существу идентичен виду сопла 200, показанному на Фиг. 13, поскольку они оба представляют собой сечения одной и той же камеры 214 для текучей среды, предусмотренной со строенными субкамерами.
Фиг. 22 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 300, показанного на Фиг. 17-21, в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг. 22 показаны торец 302, основное щелевое выпускное отверстие 204, оба щелевых выпускных отверстия 304 меньшего размера, кольцевая уплотнительная канавка 308, витки 306 резьбы и конец 310 с впускными отверстиями сопла 300.
Фиг. 23 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 200, показанного на Фиг. 17-22, в соответствии с настоящим изобретением. Впускное отверстие 212, образованное на конце 310 с впускными отверстиями, и основная камера 214 для текучей среды по существу идентичны впускному отверстию 212 и камере 214 для текучей среды, показанным на Фиг. 15. На Фиг. 23 также показаны две камеры 314 для текучей среды, имеющие меньший размер и имеющие впускные отверстия 312 меньшего размера, образованные на конце 310 с впускными отверстиями, а также показаны витки 306 резьбы и кольцевая уплотнительная канавка 308 (для уплотнительного кольца).
Фиг. 24А-24Е представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера, составного факела 350 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 300 для текучей среды, показанного на Фиг. 17-23, в соответствии с настоящим изобретением. Составной факел 350 струи максимальной плотности, показанный на Фиг. 24А-24Е, включает совмещение факелов распыла, начинающихся из каждого из двух щелевых выпускных отверстий 304 меньшего размера, с факелами распыла, показанными для основного выпускного отверстия 204, проиллюстрированными на Фиг. 16А-16F. Каждая из камер 214 (основной камеры) и 314 (двух камер меньшего размера) для текучей среды будет образовывать одну горизонтальную струю с двумя вертикальными факелами распыла. В частности, вертикальные составляющие, создаваемые двумя щелевыми выпускными отверстиями 304 меньшего размера, будут образованы  вдоль тех же двух вертикальных плоскостей 354 в пределах двух вертикальных плоскостей 254, образуемых посредством основного щелевого выпускного отверстия 204, вследствие геометрических форм меньшего размера, соответствующих щелевым выпускным отверстиям меньшего размера. Следует отметить, что все горизонтальные составляющие 252 (одна, связанная с основным щелевым выпускным отверстием 204) и 352 (две, каждая одна из которых связана с каждым щелевым выпускным отверстием меньшего размера) образованы вдоль плоскостей, «содержащих» соответствующие им, щелевые выпускные отверстия 204 и 304.
Из сравнения факелов распыла (Фиг. 16А-16F), образованных соплом 200, с факелами распыла (Фиг. 24А-24Е), образованными соплом 300, становится визуально очевидной увеличенная плотность струи текучей среды при большем количестве камер для текучей среды и щелевых выпускных отверстий. Таким образом, сведения о получающихся в результате факелах распыла из сопел различных конфигураций могут быть использованы при проектировании для создания фактически не ограниченного числа факелов струй текучей среды при максимальной плотности. Подобные дополнительные комбинации и конфигурации показаны и описаны ниже.
Например, предположим, вначале имеется предназначенная для текучей среды камера 214 сопла 200, предусмотренная со строенными субкамерами, и на нее «накладывают» такую же камеру 214 для текучей среды, предусмотренную со строенными субкамерами и повернутую на 90° относительно продольной оси 216. Получающаяся в результате камера 414 для текучей среды будет включать предусмотренный с пятью субкамерами вариант осуществления сопла для текучей среды с крестообразным щелевым выходным отверстием в соответствии с настоящим изобретением, подобный показанному на Фиг. 25-31 и дополнительно описанный ниже.
Фиг. 25 представляет собой вид спереди такого варианта осуществления сопла 400 для текучей среды, выполненного с крестообразным щелевым выпускным отверстием и пятью субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 25 иллюстрирует вариант осуществления крестообразного щелевого выпускного отверстия 404 на торце 402 сопла 400.
Фиг. 26 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 26 иллюстрирует витки 406 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 408 и концом 410 с впускным отверстием (противоположным по отношению к торцу 402). Канавка 408 выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема уплотнительного кольца (не показано) для уплотнения сопла 400 относительно приспособления (не показано), к которому сопло 400 присоединено посредством использования витков 406 резьбы. Продольная ось 416, показанная пунктирной линией на Фиг. 26, также представляет собой линию сечения для Фиг. 29, описанного ниже.
Фиг. 27 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25-26, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 27 иллюстрирует вариант осуществления впускного отверстия 412 с формой клеверного листа, ведущего к камере 414 для текучей среды, имеющей в сечении форму клеверного листа и состоящей из пяти субкамер 414А-Е, и затем к полусферическим поверхностям 418 столкновения (пяти круглым объектам меньшего размера), которые заставляют ламинарные потоки текучей среды, проходящие от внутренних поверхностей камеры 414 для текучей среды, сталкиваться друг с другом перед выходом в виде распыленных частиц текучей среды в крестообразном щелевом выпускном отверстии 404. Следует отметить, что имеются четыре гребнеобразных выступа 420 между каждыми двумя соседними «листами» конфигурации типа «клеверный лист», разделяющие четыре наружные субкамеры 414А-D.
Фиг. 28 представляет собой указанное на Фиг. 25, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25-27, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 28 иллюстрирует от конца 410 с впускным отверстием по направлению к торцу 402 следующие элементы: впускное отверстие 412, две субкамеры 414А и 414С, разделенные гребнеобразным выступом 420, ведущие к полусферическим поверхностям 418 столкновения, смежным крестообразным щелевым выходным отверстием 404. Фиг. 28 также иллюстрирует витки 406 резьбы и канавку 408 в сечении.
Фиг. 29 представляет собой указанное на Фиг. 26, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25-28, в соответствии с настоящим изобретением. Сечение, показанное на Фиг. 29, кажется по существу идентичным сечению по Фиг. 28. Это обусловлено симметрией относительно продольной оси 416 (см. Фиг. 26). В частности, Фиг. 29 иллюстрирует две другие субкамеры, то есть субкамеры 414В и 414D, разделенные гребнеобразным выступом 420.
Фиг. 30 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25-29, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 30 иллюстрирует крестообразное щелевое выпускное отверстие 404 на торце 402, витки 406 резьбы, расположенные между канавкой 408 и концом 410 с впускным отверстием.
Фиг. 31 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 400, показанного на Фиг. 25-30, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 31 иллюстрирует витки 406 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 408 и концом 410 с впускным отверстием, впускное отверстие 412, камеру 414 для текучей среды, имеющую в поперечном сечении форму клеверного листа и предусмотренную с пятью субкамерами 414А-Е и четырьмя гребнеобразными выступами 420.
Фиг. 32А-24F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера, составного факела 450 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 400 для текучей среды, показанного на Фиг. 25-31, в соответствии с настоящим изобретением. Составной факел 450 струи максимальной плотности отличается тремя горизонтальными факелами 452 распыла и тремя вертикальными факелами 454 распыла и является по существу однородным как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Фиг. 33-39 иллюстрируют еще один вариант осуществления сопла 500 для текучей среды, выполненного с тремя щелевыми выпускными отверстиями и пятью субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением. В сопле 500 используется конфигурация камеры для текучей среды, имеющей в поперечном сечении форму клеверного листа (см. 414) и предусмотренной в сопле 400, описанном выше, но с конфигурацией выходного отверстия в виде трех щелевых выпускных отверстий, которая аналогична соплу 300.
В частности, Фиг. 33 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла 500 для текучей среды, выполненного с тремя щелевыми выпускными отверстиями и пятью субкамерами, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 33 иллюстрирует основное щелевое выпускное отверстие 504А и два смещенных в вертикальном направлении, щелевых выпускных отверстия 504В меньшего размера, образованных на торце 502.
Фиг. 34 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 34 иллюстрирует витки 506 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 508 и концом 510 с впускным отверстием (противоположным по отношению к торцу 502). Канавка 508 выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема уплотнительного кольца (не показано) для уплотнения сопла 500 относительно приспособления (не показано), к которому сопло 500 присоединено посредством использования витков 506 резьбы. Продольная ось 516, показанная пунктирной линией на Фиг. 34, также представляет собой линию сечения для Фиг. 37, описанного ниже с дополнительными подробностями.
Фиг. 35 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33-34, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 35 иллюстрирует впускное отверстие 512 с формой клеверного листа, ведущее к камере 514 для текучей среды, имеющей в поперечном сечении форму клеверного листа и содержащей центральную субкамеру 514Е и четыре субкамеры 514А-D в конфигурации поперечного сечения с формой клеверного листа, ведущие к полусферическим поверхностям 518 столкновения. Четыре субкамеры 514А-D разделены гребнеобразными выступами 520. Текучая среда под давлением, проходящая из приспособления (не показано) во впускное отверстие 512 и в камеру 514, сталкивается с полусферическими поверхностями 518 столкновения перед выходом из основного щелевого выпускного отверстия 504А и двух щелевых выпускных отверстий 504В меньшего размера в виде распыленных частиц текучей среды.
Фиг. 36 представляет собой указанное на Фиг. 33, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33-35, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 36 иллюстрирует в сечении две субкамеры 514А и 514В, разделенные гребнеобразным выступом 520 в сопле 500. Фиг. 36 дополнительно иллюстрирует полусферические поверхности 518 столкновения рядом с основным щелевым выпускным отверстием 504А и двумя щелевыми выпускными отверстиями 504В меньшего размера.
Фиг. 37 представляет собой указанное на Фиг. 34, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33-36, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 37 иллюстрирует в сечении две субкамеры 514А и 514С, разделенные гребнеобразным выступом 520. Фиг. 37 иллюстрирует полусферические поверхности 518 столкновения рядом с основным щелевым выпускным отверстием 504А.
Фиг. 38 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33-37, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 39 иллюстрирует основное щелевое выпускное отверстие 504А и два щелевых выпускных отверстия 504В меньшего размера, расположенные на торце 504, вместе с витками 506 резьбы между канавкой 508 для уплотнительного кольца и концом 510 с впускным отверстием варианта 500 осуществления.
Фиг. 39 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 500, показанного на Фиг. 33-38, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 39 иллюстрирует впускное отверстие 512, имеющее в поперечном сечении форму клеверного листа и ведущее в камеру 514 для текучей среды, имеющую в поперечном сечении форму клеверного листа и предусмотренную в варианте 500 осуществления сопла. Фиг. 39 дополнительно иллюстрирует гребнеобразные выступы между субкамерами 514А-D. В завершение, Фиг. 39 иллюстрирует витки 506 резьбы, расположенные рядом с канавкой 508 для уплотнительного кольца в варианте 500 осуществления сопла.
Фиг. 40А-40F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера, двухвекторного составного факела 550 струи максимальной плотности (в дальнейшем «составного факела 550 распыла»), обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 500 для текучей среды, показанного на Фиг. 33-39, в соответствии с настоящим изобретением. Составной двухвекторный факел 550 струи текучей среды, образованный посредством варианта 500 осуществления сопла, включает три близко расположенных горизонтальных факела 552 максимальных струй, каждый из которых соответствует одному из трех щелевых выпускных отверстий 504А и 504В. Составной факел 550 распыла дополнительно включает два вертикально ориентированных факела 554 максимальных струй. Составной факел 550 распыла отличается двухвекторной формой факела распыла, который имеет особенно высокую плотность вдоль близко расположенных плоскостей, которые «содержат» горизонтальные факелы 552 максимальных струй.
Следует понимать, что дополнительные варианты конструкции новых сопел, раскрытые в данном документе, могут быть использованы для придания определенной формы получающемуся в результате составному факелу струи текучей среды. Например, скашивание противоположных краев выпускных отверстий или использование выпускных отверстий, имеющих сплющенную овальную форму в поперечном сечении, или оба данных решения могут быть использованы для получения плоских струй распыленной текучей среды. Фиг. 41-47 иллюстрируют определенный вариант осуществления с данными типами усовершенствований конструкции, а именно вариант осуществления сопла 600 для текучей среды, предусмотренный с одним щелевым выпускным отверстием, пятью субкамерами и сдвоенными плоскими струями, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 41 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла 600 для текучей среды, выполненного с с одним щелевым выпускным отверстием, пятью субкамерами и сдвоенными плоскими струями, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 41 иллюстрирует щелевое выпускное отверстие 604А и два выпускных отверстия 604В со сплющенной овальной формой поперечного сечения, расположенных на торце 602 сопла 600. Следует отметить, что противоположные края двух овальных выпускных отверстий 604В образованы бороздками 626 вдоль торца 602 варианта 600 осуществления сопла.
Фиг. 42 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления, показанного на Фиг. 41, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 42 иллюстрирует бороздки 626, образованные на торце 602, кольцевую уплотнительную канавку 608 (для уплотнительного кольца), витки 606 резьбы и конец 610 с впускным отверстием. Продольная ось, показанная в виде пунктирной линии 616, проходит через ось цилиндра сопла 600, а также представляет собой линию сечения для сечения, показанного на Фиг. 45.
Фиг. 43 представляет собой вид сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-42, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 43 иллюстрирует впускное отверстие 612 и камеру 614 для текучей среды, имеющие поперечное сечение с формой клеверного листа. Камера 614 для текучей среды, имеющая в поперечном сечении форму клеверного листа, имеет конфигурацию с пятью субкамерами 614А-Е. Субкамеры 614А-D разделены гребнеобразными выступами 620. На стороне конца с торцом 602 имеются полусферические поверхности 618 столкновения, которые расположены рядом со щелевым выпускным отверстием 604А и двумя выпускными отверстиями 604В со сплющенным овальным поперечным сечением.
Фиг. 44 представляет собой указанное на Фиг. 41, вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-43, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 44 иллюстрирует сечение камеры 614 для текучей среды и субкамер 614А и 614С, разделенных гребнеобразным выступом 620, варианта 600 осуществления сопла. На торце 602 варианта 600 осуществления сопла показаны бороздки 626, врезающиеся в полусферические поверхности 618 столкновения, соответствующие субкамерам 614А и 614С. Фиг. 44 дополнительно иллюстрирует сечение щелевого выпускного отверстия 604А, витков 606 резьбы и кольцевой уплотнительной канавки 608 (для уплотнительного кольца) варианта 600 осуществления сопла.
Фиг. 45 представляет собой указанное на Фиг. 42, горизонтальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-44, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 45 иллюстрирует две субкамеры 614В и 614D, разделенные гребнеобразным выступом 620, в варианте 600 осуществления сопла. Полусферические поверхности 618 столкновения расположены рядом со щелевым выпускным отверстием 604А на торце 602 варианта 600 осуществления сопла. Фиг. 45 дополнительно иллюстрирует витки 606 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 608 (для уплотнительного кольца) варианта 600 осуществления сопла.
Фиг. 46 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-45, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 46 иллюстрирует бороздки 626, врезающиеся в торец 602, и выпускные отверстия 604В со сплющенным овальным поперечным сечением, а также щелевое выпускное отверстие 604В. Фиг. 46 дополнительно иллюстрирует витки 606 резьбы и кольцевую уплотнительную канавку 608 (для уплотнительного кольца) варианта 600 осуществления сопла.
Фиг. 47 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления, показанного на Фиг. 41-46, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 47 иллюстрирует впускное отверстие 612, имеющее в поперечном сечении форму клеверного листа, и камеру 614 для текучей среды, расположенную на конце 610 с впускным отверстием варианта 600 осуществления сопла. Фиг. 47 дополнительно иллюстрирует бороздки 626 на торце 602, а также кольцевую уплотнительную канавку 608 (для уплотнительного кольца) варианта 600 осуществления сопла.
Фиг. 48А-48F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера, составного факела 650 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 600 для текучей среды, показанного на Фиг. 41-47, в соответствии с настоящим изобретением. Составной факел 650 распыла струи максимальной плотности, образованный посредством варианта 600 осуществления сопла, отличается тремя горизонтальными факелами 652 максимальных струй и двумя вертикальными факелами 654 максимальных струй, пересекающими перпендикулярно горизонтальные факелы 652. Соответственно, и как показано на Фиг. 48А-48F, составной факел 650 распыла струи максимальной плотности является преимущественно горизонтальным с тремя плоскостями плоских струй, начинающихся из выпускных отверстий 604А и 604В.
Еще один вариант осуществления сопла 700 может быть получен, если взять базовую конструкцию сопла 200 и вместо образования щелевого выпускного отверстия 204 образовать бороздку 726 на торце 702, которая врезается в полусферические поверхности 718 столкновения, в результате чего образуются три выпускных отверстия 704 со сплющенным овальным поперечным сечением. Подобный вариант осуществления сопла 700, показанный на Фиг. 49-55, может включать или не включать отверстия 224 (Фиг. 9, 12 и 14) под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа в соответствии с двумя вариантами осуществления настоящего изобретения. Однако вариант осуществления сопла 700, описанный ниже и показанный на Фиг. 49-55, не включает подобных отверстий 224 (Фиг. 9, 12 и 14) под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа для простоты иллюстрации.
В частности, Фиг. 49 представляет собой вид спереди варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, выполненного со строенными субкамерами и строенными плоскими струями, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 49 иллюстрирует бороздку 726, расположенную на торце 702, которая врезается в полусферические поверхности 718 столкновения (см. Фиг. 52-53), образуя тем самым три выпускных отверстия 704 со сплющенным овальным поперечным сечением.
Фиг. 50 представляет собой вид с правой стороны варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 50 иллюстрирует бороздку 726 на торце 702 варианта 700 осуществления сопла. Кроме того, Фиг. 50 иллюстрирует продольную ось 716 (пунктирную линию, которая также представляет собой линию сечения на Фиг. 53), витки 706 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 708 (для уплотнительного кольца) и концом 710 с впускным отверстием варианта 700 осуществления сопла.
Фиг. 51 представляет собой вид сзади варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-50, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 51 иллюстрирует впускное отверстие 712 камеры 714 для текучей среды, если смотреть со стороны конца 710 с впускным отверстием. Камера 714 для текучей среды состоит из трех субкамер 714А-С, разделенных гребнеобразными выступами 720, которые ведут к полусферическим поверхностям 718 столкновения, расположенным рядом с тремя выпускными отверстиями 704, имеющими сплющенное овальное поперечное сечение, в варианте 700 осуществления сопла.
Фиг. 52 представляет собой указанное на Фиг. 49, вертикальное сечение варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-51, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 52 иллюстрирует сечение впускного отверстия 712 на конце 710 с впускным отверстием, ведущего к субкамере 714В камеры 714 для текучей среды, которая, в свою очередь, ведет к полусферическим поверхностям 718 столкновения, расположенным рядом с выпускным отверстием 704 со сплющенным овальным поперечным сечением у бороздки 726 варианта 700 осуществления сопла. На Фиг. 52 также проиллюстрированы сечения витков 706 резьбы и кольцевой уплотнительной канавки 708 (для уплотнительного кольца).
Фиг. 53 представляет собой указанное на Фиг. 50, горизонтальное сечение варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-52, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 53 иллюстрирует сечение впускного отверстия 712 на конце 710 с впускным отверстием, ведущего ко всем трем субкамерам 714А-С камеры 714 для текучей среды, которые, в свою очередь, ведут к полусферическим поверхностям 718 столкновения, расположенным рядом с бороздкой 726 варианта 700 осуществления сопла. На Фиг. 53 также проиллюстрированы сечения витков 706 резьбы и кольцевой уплотнительной канавки 708 (для уплотнительного кольца).
Фиг. 54 представляет собой вид в перспективе спереди варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-53, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 54 иллюстрирует три выпускных отверстия 704 со сплющенным овальным поперечным сечением на дне бороздки 726, расположенной на торце 702 варианта 700 осуществления сопла. Фиг. 54 дополнительно иллюстрирует витки 706 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 708 (для уплотнительного кольца) и концом 710 с впускным отверстием варианта 700 осуществления сопла.
Фиг. 55 представляет собой вид в перспективе сзади варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-54, в соответствии с настоящим изобретением. В частности, Фиг. 55 иллюстрирует впускное отверстие 712 камеры 714 для текучей среды, состоящей из всех трех субкамер 714А-С, которое образовано на конце 710 с впускным отверстием варианта 700 осуществления сопла. Фиг. 55 дополнительно иллюстрирует бороздку 726, расположенную на торце 702, а также витки 706 резьбы, расположенные между кольцевой уплотнительной канавкой 708 (для уплотнительного кольца) и концом 710 с впускным отверстием варианта 700 осуществления сопла.
Фиг. 56А-56F представляют собой соответственно виды в перспективе спереди, сверху, в перспективе сзади, спереди, сбоку и сзади приведенного в качестве примера, составного факела 750 струи максимальной плотности, обеспечиваемого посредством варианта осуществления сопла 700 для текучей среды, показанного на Фиг. 49-55, в соответствии с настоящим изобретением. Составной факел 750 является двухвекторным, но без четко различимых горизонтальной и вертикальной зон максимальной плотности.
Фиг. 57А-57Е представляют собой виды спереди, снизу, слева, поперечное сечение и вид в перспективе модульной сопловой головки 800 в соответствии с настоящим изобретением. Варианты осуществления модульной сопловой головки 800 могут быть выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема любого числа модульных двухвекторных сопел 100, 200, 300, 400, 500, 600 и 700 для текучей среды, раскрытых в данном документе. В конкретном варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 57А-57Е, пять сопел по варианту 600 осуществления показаны установленными в торце 802 сопловой головки 800. Следует отметить, что угловая ориентация сопел 600 может представлять собой любую пригодную ориентацию. Кроме того, следует отметить, что торец 802 может быть линейным, дугообразным, криволинейным или кусочно-криволинейным в поперечном сечении, см. Фиг. 57D.
Следует понимать, что каждая продольная ось 116, 216, 316, 416, 516, 616 и 716, описанная в данном документе, также может представлять собой ось канала для текучей среды или ось субканала, а также ось цилиндрического корпуса, из которого образовано определенное сопло. Несмотря на то, что в данном документе широко используется термин «продольная ось», следует понимать, что каждый из субканалов, описанных в данном документе, может иметь свою собственную ось субканала, поскольку субканалы представляют собой по существу цилиндрические отверстия. Кроме того, следует понимать, что термин «конец с впускным отверстием» может быть синонимичным по отношению к термину «проксимальный конец». Аналогичным образом, термин «торец» может быть синонимичным по отношению к термину «дистальный конец». Кроме того, следует понимать, что каждое из сопел 100, 200, 300, 400, 500, 600 и 700, показанных на чертежах в данном документе, состоит из цилиндрического корпуса, для которого новые и неочевидные элементы образованы на нем или в нем, при этом могут быть использованы другие пригодные формы корпуса, соответствующие идеям данного изобретения.
После описания вариантов осуществления сопел, показанных на чертежах, и их определенных конструктивных элементов, разновидностей и получающихся в результате факелов распыла с использованием определенной терминологии, далее будут описаны дополнительные варианты осуществления двухвекторных распылительных сопел для текучей среды. Нижеприведенные варианты осуществления могут точно соответствовать или не соответствовать проиллюстрированным вариантам осуществления, но будут иметь конструкцию и признаки, которые совершенно очевидны из описания чертежей, представленного в данном документе.
Раскрыт один вариант осуществления сопла для текучей среды. Сопло для текучей среды может включать цельный цилиндрический корпус, дополнительно включающий канал для текучей среды, имеющий ось канала для текучей среды, или продольную ось, расположенный коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до выпускного отверстия на дистальном конце. В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды выпускное отверстие может представлять собой щелевое выпускное отверстие. В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды канал для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через щелевое выпускное отверстие. В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды каждый из цилиндрических субканалов может быть образован расточенным отверстием, начинающимся от проксимального конца или конца с впускным отверстием цилиндрического корпуса и заканчивающимся противоположными полусферическими поверхностями столкновения у щелевого выпускного отверстия.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно включать наружную резьбу вдоль наружной поверхности, смежной проксимальному концу, при этом резьба выполнена с возможностью прикрепления сопла для текучей среды к системе распыления текучей среды, приспособлению или сопловой головке (см., например, 800, Фиг. 57А-57Е). Резьба может быть выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность сопряжения с резьбой в системе распыления текучей среды или зажимной головке, в результате чего обеспечивается возможность снятия сопел для обслуживания и замены. Одним особенно целесообразным признаком сопел для текучей среды, раскрытых в данном документе, является то, что они являются модульными и могут быть заменены, например, идентичными или различными конфигурациями сопел 100, 200, 300, 400, 500, 600 и 700.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно содержать круговую или кольцевую уплотнительную канавку, образованную в цилиндрическом корпусе в местоположении между проксимальным концом и дистальным концом, или торцом, при этом канавка выполнена с возможностью приема уплотнительного кольца для уплотнения резьбы.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно включать средство для приложения крутящего момента к соплу для текучей среды для установки или удаления сопла для текучей среды из головки системы распыления текучей среды. В соответствии с одним вариантом осуществления подобного средства отверстия (224, Фиг. 9, 2 и 14) под штифты штифтового/вилочного гаечного ключа могут быть образованы на торце или дистальном конце корпуса сопла для сопряжения со штифтовым/вилочным гаечным ключом. Таким образом, в соответствии с данным определенным средством для приложения крутящего момента два отверстия могут быть образованы на дистальном конце цилиндрического корпуса, при этом отверстия под штифты выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема штифтов от штифтового/вилочного гаечного ключа. В соответствии с другими вариантами осуществления средства дистальному концу или основной части цилиндрического корпуса может быть придана форма для приема ключа с квадратным гнездом, шестиугольным гнездом, восьмиугольным гнездом или вилочного ключа.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды множество субканалов может представлять собой два субканала. В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды множество субканалов включает три субканала. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды оси субканалов, имеющиеся у данных трех субканалов, могут все находиться в одной плоскости.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды поперечное сечение впускного отверстия на проксимальном конце может содержать множество круглых отверстий, при этом каждое из множества круглых отверстий примыкает к смежному круглому отверстию и каждое круглое отверстие окружает часть объема, образованного развертыванием щелевого выпускного отверстия вдоль оси канала для текучей среды от дистального конца до проксимального конца. Другими словами, данный вариант осуществления подразумевает, что поперечное сечение впускного отверстия такое же, как поперечное сечение канала для текучей среды. В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды каждое из множества круглых отверстий, образованных на проксимальном конце, или конце с впускным отверстием, соответствует одному из множества субканалов камеры сопла, предназначенной для текучей среды.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды факел распыла, образованный текучей средой под давлением, поступающей во впускное отверстие и выходящей из выпускного отверстия сопла для текучей среды, образует струю пара текучей среды, имеющую горизонтально ориентированную основную струю, выходящую радиально вдоль плоскости, образованной щелевым выпускным отверстием и осью канала для текучей среды, и имеющую множество вертикально ориентированных струй, выходящих из щелевого выпускного отверстия в плоскостях, ориентированных перпендикулярно по отношению к основной струе. В соответствии с определенным вариантом осуществления сопла для текучей среды каждая из множества вертикально ориентированных струй образована за счет пересечения смежных субканалов. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды каждая из струй, вертикальная или горизонтальная, представляет собой зону максимальной плотности пара текучей среды вдоль плоскости выходной траектории.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопло для текучей среды может дополнительно включать, по меньшей мере, один вспомогательный канал для текучей среды, который может быть образован в цилиндрическом корпусе и расположен на расстоянии от канала для текучей среды и параллельно каналу для текучей среды.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды вспомогательный канал для текучей среды дополнительно включает множество вспомогательных цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества вспомогательных цилиндрических субканалов имеет ось вспомогательного субканала, расположенную параллельно оси канала для текучей среды, начинающуюся от вспомогательного впускного отверстия, образованного на проксимальном конце, и проходящую через вспомогательное щелевое выпускное отверстие, образованное на дистальном конце.
В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды каждый из вспомогательных цилиндрических субканалов может быть образован вспомогательным расточенным отверстием, начинающимся от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающимся противоположными полусферическими поверхностями столкновения у второго щелевого выпускного отверстия.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды диаметры вспомогательных расточенных отверстий меньше диаметров расточенных отверстий цилиндрических субканалов, образующих канал для текучей среды. Следует понимать, что размер каналов для текучей среды может изменяться в соответствии с различными вариантами осуществления сопел, раскрытыми в данном документе.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды указанный, по меньшей мере, один вспомогательный канал для текучей среды может включать два вспомогательных канала для текучей среды, при этом каждый вспомогательный канал для текучей среды может быть расположен параллельно каналу для текучей среды, но с противоположных сторон канала для текучей среды. В качестве примера, а не в качестве ограничения, см. сопло 300 на Фиг. 17-23.
В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды составной факел струи текучей среды, образованный текучей средой под давлением, поступающей во впускное отверстие и выходящей из выпускного отверстия сопла для текучей среды, образует струю пара текучей среды, имеющую горизонтально ориентированную основную струю, выходящую радиально вдоль плоскости, образованной щелевым выпускным отверстием и осью канала для текучей среды, две горизонтально ориентированные вспомогательные струи, каждая из которых выходит радиально вдоль плоскостей, образованных соответствующими вспомогательными щелевыми выпускными отверстиями и соответствующими осями вспомогательных каналов/субканалов для текучей среды, и имеющую множество вертикально ориентированных струй, выходящих из щелевого выпускного отверстия и из вспомогательных щелевых выпускных отверстий, при этом каждая вертикально ориентированная струя находится в плоскости, ориентированной перпендикулярно по отношению к основной струе.
Раскрыт другой вариант осуществления сопла для текучей среды. Данный вариант осуществления сопла для текучей среды может включать цельный цилиндрический корпус, включающий канал для текучей среды, расположенный в нем, имеющий ось канала для текучей среды, расположенную коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до крестообразного щелевого выпускного отверстия на дистальном конце. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды канал для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через крестообразное щелевое выпускное отверстие. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды каждый из цилиндрических субканалов может быть образован расточенным отверстием, начинающимся от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающимся противоположными полусферическими поверхностями столкновения у крестообразного щелевого выпускного отверстия.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды множество цилиндрических субканалов может включать центральный цилиндрический субканал и четыре квадратурных субканала, при этом центральный цилиндрический субканал имеет ось, общую с осью канала для текучей среды и сцентрированную относительно крестообразного щелевого выпускного отверстия, при этом каждый из четырех квадратурных субканалов имеет ось, находящуюся на ответвлении крестообразного щелевого выпускного отверстия. Один подобный вариант осуществления представляет собой сопло 400, показанное на Фиг. 25-31.
В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно включать наружную резьбу вдоль наружной поверхности, смежной проксимальному концу, при этом резьба выполнена с возможностью прикрепления сопла для текучей среды к головке системы распыления текучей среды или приспособлению. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус дополнительно содержит кольцевую канавку, образованную в корпусе, при этом канавка выполнена с возможностью приема уплотнительного кольца для уплотнения резьбы.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды поперечное сечение впускного отверстия на проксимальном конце содержит центральное круглое отверстие и четыре квадратурных круглых отверстия, при этом каждое квадратурное круглое отверстие окружает центральное круглое отверстие на интервале, соответствующем 90°, при этом каждое из квадратурных круглых отверстий примыкает к центральному круглому отверстию.
В соответствии с одним вариантом осуществления сопла для текучей среды струя пара текучей среды, образованная текучей средой под давлением, поступающей во впускное отверстие и выходящей из крестообразного щелевого выпускного отверстия сопла для текучей среды, образует составной факел распыла. В соответствии с одним вариантом осуществления составной факел распыла может включать пересекающиеся, горизонтально и вертикально ориентированные основные струи, выходящие радиально вдоль плоскостей, образованных крестообразным щелевым выпускным отверстием и осью канала для текучей среды. Составной факел распыла может дополнительно включать две ориентированные в боковом направлении, вспомогательные струи, каждая из которых выходит радиально вдоль планарных непересекающихся траекторий с противоположных сторон горизонтальной основной струи и под острым углом относительно горизонтальной основной струи, при этом каждая горизонтально ориентированная вспомогательная струя находится в соответствующей плоскости, ориентированной перпендикулярно относительно вертикально ориентированной основной струи. Составной факел распыла может дополнительно включать две вертикально ориентированные вспомогательные струи, каждая из которых выходит радиально вдоль других планарных непересекающихся траекторий с противоположных сторон вертикальной основной струи и под острым углом относительно вертикальной основной струи, при этом каждая вертикально ориентированная вспомогательная струя находится в соответствующей плоскости, ориентированной перпендикулярно относительно горизонтальной основной струи.
Раскрыт еще один вариант осуществления сопла для текучей среды. Данный вариант осуществления сопла для текучей среды может включать цельный цилиндрический корпус, включающий канал для текучей среды, имеющий ось канала для текучей среды, расположенную коаксиально внутри цилиндрического корпуса от впускного отверстия для текучей среды на проксимальном конце до основного щелевого выпускного отверстия на дистальном конце. В соответствии с одним вариантом осуществления канал для текучей среды может дополнительно включать множество цилиндрических субканалов, при этом каждый из множества субканалов имеет ось субканала, параллельную оси канала для текучей среды, начинающуюся от впускного отверстия и проходящую через основное щелевое выпускное отверстие или одно из двух вспомогательных щелевых выпускных отверстий, при этом два вспомогательных щелевых выпускных отверстия образованы на дистальном конце корпуса и расположены параллельно основному щелевому выпускному отверстию и с противоположных сторон основного щелевого выпускного отверстия. Данный вариант осуществления сопла для текучей среды может дополнительно включать цилиндрические субканалы, каждый из которых образован посредством растачивания отверстия, начинающегося от проксимального конца цилиндрического корпуса и заканчивающегося противоположными полусферическими поверхностями столкновения у одного из основного или вспомогательных щелевых выпускных отверстий.
В соответствии с другим вариантом осуществления сопла для текучей среды множество цилиндрических субканалов может включать центральный цилиндрический субканал, два горизонтальных субканала и два вертикальных субканала, при этом центральный цилиндрический субканал имеет ось, общую с каналом для текучей среды, сцентрированную относительно основного щелевого выпускного отверстия, при этом каждый из двух горизонтальных субканалов имеет ось, проходящую через основное щелевое выпускное отверстие, и каждый из двух вертикальных субканалов имеет ось, проходящую через одно из вспомогательных щелевых выпускных отверстий.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно включать наружную резьбу вдоль наружной поверхности, смежной проксимальному концу, при этом резьба выполнена с возможностью прикрепления сопла для текучей среды к головке системы распыления текучей среды или приспособлению. В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды цельный цилиндрический корпус может дополнительно включать кольцевую канавку, образованную в корпусе, при этом канавка выполнена с возможностью приема уплотнительного кольца для уплотнения резьбы.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления сопла для текучей среды поперечное сечение впускного отверстия на проксимальном конце может включать центральное круглое отверстие и два горизонтально ориентированных круглых отверстия и два вертикально ориентированных круглых отверстия, при этом каждое из горизонтальных и вертикальных круглых отверстий окружает центральное круглое отверстие на интервале, соответствующем 90°, при этом каждое из круглых отверстий примыкает к центральному круглому отверстию.
В соответствии с определенным вариантом осуществления сопла для текучей среды струя пара текучей среды, образованная текучей средой под давлением, поступающей во впускное отверстие и выходящей из основного щелевого выпускного отверстия и вспомогательных щелевых выпускных отверстий сопла для текучей среды, образует составной факел распыла. Составной факел распыла по данному варианту осуществления может включать горизонтально ориентированную основную струю, выходящую радиально вдоль плоскости, образованной основным щелевым выпускным отверстием и осью канала для текучей среды. Составной факел распыла по данному варианту осуществления может дополнительно включать две горизонтально ориентированные вспомогательные струи, каждая из которых выходит радиально вдоль планарных непересекающихся траекторий с противоположных сторон горизонтальной основной струи и параллельно относительно горизонтальной основной струи. Составной факел распыла по данному варианту осуществления может дополнительно включать две вертикально ориентированные вспомогательные струи, каждая из которых выходит радиально вдоль других планарных траекторий, непересекающихся и проходящих под острым углом друг относительно друга, при этом каждая вертикально ориентированная вспомогательная струя находится в соответствующей плоскости, ориентированной перпендикулярно относительно горизонтальной основной струи.
Варианты осуществления двухвекторных сопел для текучей среды, раскрытые в данном документе, и их компоненты могут быть образованы из любых пригодных материалов, таких как алюминий, медь, нержавеющая сталь, титан, углеволокнистые композиты и тому подобное. Компоненты могут быть изготовлены в соответствии со способами, известными средним специалистам в данной области техники, включая приведенные только в качестве примера механообработку и литье по выплавляемым моделям. Сборка и финишная обработка сопел в соответствии с описанием, приведенным в данном документе, также находятся в пределах знаний среднего специалиста в данной области техники и, следовательно, не будут дополнительно конкретизированы в данном документе.
При понимании объема настоящего изобретения следует учесть, что термин «канал для текучей среды» используется для описания трехмерного пространства, находящегося внутри цилиндрического корпуса, которое начинается у впускного отверстия для текучей среды и заканчивается у выпускного отверстия. При понимании объема настоящего изобретения следует учесть, что термин «камера для текучей среды» используется в данном документе как синонимичный по отношению к термину «канал для текучей среды». При понимании объема настоящего изобретения следует учесть, что термин «выполненный с конфигурацией», используемый в данном документе для описания компонента, секции или части устройства, может охватывать любые пригодные механические детали, которые созданы или выполнены с возможностью выполнения заданной функции. При понимании объема настоящего изобретения следует учесть, что предусмотрено, что термин «содержащий» и производные от него в используемом в данном документе смысле представляют собой неограничивающие термины, которые указывают на наличие определенных признаков, элементов, компонентов, групп, целых чисел и/или этапов, но не исключают наличия других неуказанных признаков, элементов, компонентов, групп, целых чисел и/или этапов. Вышеуказанное также справедливо для слов, имеющих аналогичные значения, таких как термины «включающий», «имеющий» и производные от них. Кроме того, термины «деталь, часть, компонент», «секция, часть, участок», («часть, участок», «часть, деталь, элемент» или «элемент» при использовании их в единственном числе могут иметь двойное значение одного компонента или множества компонентов. Нижеуказанные термины, определяющие направление и используемые в данном документе для описания настоящего изобретения, такие как «вперед, назад, выше, вниз, вертикальный, горизонтальный, ниже и поперек», а также любые другие аналогичные термины, указывающие на направление, относятся к направлениям относительно передней стороны варианта осуществления сопла, которая имеет выпускное отверстие,  описанное в данном документе. В завершение, термины, указывающие на степень, такие как «по существу, в основном», «около» и «приблизительно», используемые в данном документе, означают приемлемую степень «отклонения» модифицированного термина/условия с тем, чтобы конечный результат не был существенно изменен.
Несмотря на то, что вышеприведенные признаки настоящего изобретения показаны в подробном описании и проиллюстрированных вариантах осуществления изобретения, может быть выполнено множество разных изменений конфигурации, компоновки и конструкции по изобретению для достижения данных преимуществ. Следовательно, ссылка в данном документе на определенные детали конструкции и функционирования настоящего изобретения приведена только в качестве примера, а не в качестве ограничения.