本实用新型涉及超低压雾化喷嘴领域，更具体地涉及超低压旋流雾化喷嘴及采用该超低压旋流雾化喷嘴的双联混合注射器。
背景技术：
雾化技术在工业领域应用很广，交通运输、农业生产、园林喷灌等都有雾化技术应用的例子，但是其中大部分都是中高压雾化，对于低压雾化、尤其是超低压雾化(小于0.1MPa)的研究甚少。常见的低压雾化大部分借助弹簧加压，只能让液体断续的喷射，而无法实现连续的喷射。对于应用到多种液体混合之后呈雾态喷射的情况，使用弹簧加压的方式不能够满足使用者对连续的喷射的需求，因此需要靠流道截面积的突变来加大液体压力从而实现液体雾化。但是现有的通过改变流道截面积来实现雾化的手段在超低压雾化领域的效果并不理想。
具体地，例如在使用双联混合注射器涂覆两种液体的混合液体的情况下，将混合液体雾化的目的是让混合液体均匀混合同时能均匀形成薄层覆盖在目标位置。现有技术的双联混合注射器都是机械雾化，主要还是采用轴心式压力雾化，雾化效果不够理想。而常见的普通低压雾化喷嘴只适用于压力大于0.3MPa的低压雾化，对于小于0.1MPa的超低压雾化并不适用。进一步地，如果超低压双联混合注射器单纯采用轴心式压力雾化，则对流道压力要求高，对喷孔要求越小越好，这两个因素会限制产品的注射器容量，因为同等条件下，小容量的注射器能产生的流道压力会更大。
因此，现有技术的超低压雾化喷嘴的设计只考虑从流道截面变小的方式来加压，只考虑从流道截面变小的方式来加压不能最大程度地发挥超低压旋流喷嘴的作用，也限制注射器不能用大规格，一旦注射器的截面过大，会因为压力不足，无法以雾态喷射出液体；另外，如果喷孔太小，则液体存在一定的杂质或者粘稠度太高，在喷嘴的位置容易出现堵塞的问题。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术的问题而做出了本实用新型。本实用新型的目的在于提供一种新型的超低压旋流雾化喷嘴，其能够大幅提高流道内液体的流速，即使输入液体压强处于小于0.1MPa的超低压的状态下也能够获得良好的雾化效果。本实用新型的另一个目的在于提供一种采用上述新型的超低压旋流雾化喷嘴的双联混合注射器。
为了实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案。
本实用新型提供了一种如下的超低压旋流雾化喷嘴，所述喷嘴整体具有筒状并且具有轴向、径向和周向，所述喷嘴形成有在所述轴向上贯通所述喷嘴的流道，所述流道包括：压力腔，在所述压力腔内形成螺旋状地延伸的至少两条旋流加速通道以使流入所述至少两条旋流加速通道内的液体能够形成旋流并加速；层流道，所述层流道包括汇聚部以及从所述汇聚部朝向径向外侧呈散射状延伸的至少三条弧形分支通道，所述汇聚部的直径小于所述压力腔的直径，所述汇聚部通过所述至少三条弧形分支通道与所述压力腔连通，来自所述压力腔的所述液体能够经由所述至少三条弧形分支通道被进一步加速流入所述汇聚部以形成涡旋；轴心腔，所述轴心腔的直径小于所述压力腔的直径，所述轴心腔与所述汇聚部直接连通；以及喷射腔，所述喷射腔的直径小于所述轴心腔的直径，所述喷射腔与所述轴心腔在所述轴向上直接连通，来自所述轴心腔的所述液体能够流入所述喷射腔并从所述喷射腔喷射出。
优选地，所述至少三条弧形分支通道位于在所述轴向上的相同位置且在所述轴向上与所述汇聚部重叠。
更优选地，各所述弧形分支通道的截面面积从各所述弧形分支通道的与所述压力腔连通的一端朝向与所述汇聚部连通的另一端逐渐减小。
更优选地，各所述一端在所述周向上均匀分布，各所述另一端在所述周向上均匀分布。
更优选地，在所述一端处，形成各所述弧形分支通道的外侧壁与形成所述压力腔的侧壁相切；和/或在所述另一端处，形成各所述弧形分支通道的外侧壁与形成所述汇聚部的侧壁相切。
优选地，所述喷嘴包括喷嘴主体和螺旋增速件，在所述喷嘴主体内形成所述压力腔、所述层流道、所述轴心腔和所述喷射腔，所述螺旋增速件收纳于所述压力腔并包括：螺旋增速件主体，所述螺旋增速件主体具有沿着所述轴向延伸的圆柱形状，所述螺旋增速件主体的轴向端面压抵于所述压力腔的轴向端面；以及多个外螺纹部，所述多个外螺纹部从所述螺旋增速件主体的外周面朝向径向外侧凸出，所述多个外螺纹部彼此平行且螺旋状地延伸以在所述多个外螺纹部和形成所述压力腔的侧壁之间形成所述旋流加速通道。
更优选地，各所述外螺纹部的轴向起点和/或终点位于所述螺旋增速件主体的轴向的两个端面之间。
更优选地，在所述喷嘴主体的所述压力腔的所述端面形成凹部并且所述螺旋增速件主体的直径大于所述汇聚部的直径，使得通过所述螺旋增速件主体压抵于所述端面。
更优选地，所述喷嘴主体还包括用于与其它组件接合的安装腔，所述安装腔与所述压力腔连通且位于所述压力腔的轴向一侧的位置，所述安装腔的直径大于所述压力腔的直径。
更优选地，在所述喷嘴主体的形成所述安装腔的轴向端面形成有用于安装密封圈的环状凹槽。
优选地，所述流道还包括喷孔部，所述喷孔部与所述喷射腔连通，所述喷孔部的截面面积从所述喷射腔开始逐渐增大。
优选地，所述喷射腔的直径与所述轴心腔的直径的比值的范围为1：4至2：3，和/或所述层流道的汇聚部的直径与所述轴心腔的直径相等，并且所述层流道的在所述轴向上的尺寸与所述轴心腔的在所述轴向上的尺寸的比值为1：1。
本实用新型还提供了一种如下的双联混合注射器，所述双联混合注射器包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的超低压旋流雾化喷嘴。
通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种新型的超低压旋流雾化喷嘴及采用该新型的超低压旋流雾化喷嘴的双联混合注射器，该新型的超低压旋流雾化喷嘴的流道形成截面积不同的压力腔、轴心腔、层流道和喷射腔并且通过旋流加速通道和弧形分支通道对流道内的液体进行多重旋流加速，这样能够通过从截面突变和旋流加速两方面提高流道内液体的流速和压力，使得即使液体的初始压强处于超低压的状态下也能够获得良好的雾化效果，从而还提高了双联混合注射器的注射器容量。
附图说明
图1a是根据本实用新型的一实施方式的超低压旋流雾化喷嘴的剖视示意图；图1b是图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的局部透视立体图。
图2a是图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的螺旋增速件的立体图；图2b是图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的螺旋增速件的主视图。
图3a、图3b和图3c是用于说明图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的压力腔及旋流加速通道的说明图。
图4a、图4b、图4c和图4d是用于说明图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的喷射腔、轴心腔和层流道的说明图。
图5是包括图1a中的超低压旋流雾化喷嘴的双联混合注射器的示意图。
附图标记说明
1超低压旋流雾化喷嘴(喷嘴) 2三通管 3注射筒 4固定架 5推动连杆
11喷嘴主体 111大径部 112小径部 12螺旋增速件 121螺旋增速件主体 122A第一外螺纹部 122B第二外螺纹部
S流道 S1压力腔 S11第一旋流加速通道 S12第二旋流加速通道 S2层流道 S21汇聚部 S22弧形分支通道 S3轴心腔 S4喷射腔 S5喷孔部 M安装腔 M1环形凹槽 M2内螺纹部
A轴向 R径向
具体实施方式
以下将结合说明书附图详细说明本实用新型的技术方案。需要说明的是，根据本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴整体为筒状，如无特殊说明，本实用新型中所说明的轴向、径向和周向是指超低压旋流雾化喷嘴的轴向、径向和周向；轴向一侧是指图1a中的右侧，轴向另一侧是指图1a中的左侧。
以下将首先说明构成本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴的概略结构。
(超低压旋流雾化喷嘴1的概略结构)
如图1a和图1b所示，根据本实用新型的一实施方式的喷嘴1包括喷嘴主体11和螺旋增速件12。在喷嘴主体11内形成在轴向A上贯通整个喷嘴主体11且彼此连通的流道S和安装腔M，其中流道S供流入喷嘴1的液体流过，安装腔M用于与双联混合注射器的其它部件(例如下述的三通管2)安装。上述流道S在轴向A上从轴向一侧朝向轴向另一侧包括彼此连通的压力腔S1、层流道S2、轴心腔S3、喷射腔S4和喷孔部S5，而螺旋增速件12收纳于压力腔S1中并与形成压力腔S1的侧壁形成旋流加速通道S11、S12。这样，流入喷嘴1的流道S的液体将以压力腔S1(旋流加速通道S11、S12)→层流道S2→轴心腔S3→喷射腔S4→喷孔部S5的顺序流动，并最终在喷孔部S5以雾态喷出。
在本实施方式中，喷嘴主体11在轴向A上包括大径部111和小径部112，大径部111的外径大于小径部112的外径。上述安装腔M形成于大径部111，上述流道S形成于小径部112。这样，在安装腔M的直径大于流道S的各组成部分的最大直径的情况下，使得形成在小径部112中形成流道S的侧壁不会过厚。
在本实施方式中，如图2a和图2b所示，螺旋增速件12为双头螺杆并且包括螺旋增速件主体121和两个外螺纹部(第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B)。
螺旋增速件主体121具有沿着轴向A延伸的圆柱形状。在本实施方式中，该螺旋增速件主体121的直径大于层流道S2的下述汇聚部S21的直径并且该该螺旋增速件主体121的轴向另一侧的端面压抵于压力腔S1的轴向另一侧的端面，使得层流道S2的汇聚部S21与压力腔S1之间仅通过弧形分支通道S22连通；该螺旋增速件主体121的轴向一侧的端面从压力腔S1略微突出到安装腔M中。在本实施方式中，螺旋增速件主体121的直径为2mm且在轴向A上的长度为4.6mm。
第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B均从螺旋增速件主体121的外周面朝向径向外侧凸出，螺旋增速件12的各外螺纹部122A、122B与形成压力腔S1的侧壁紧密配合；进一步地，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B彼此平行且螺旋状地延伸。这样，在两个外螺纹部和形成压力腔S1的侧壁之间形成了两个旋流加速通道(第一旋流加速通道S11和第二旋流加速通道S12)。在本实施方式中，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B的螺纹升角均为60度、螺距为5mm且螺牙宽度为1.4mm。
另外，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的在轴向A上的起点和终点均位于螺旋增速件主体121的在轴向A上的两个端面之间。也就是说，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向一侧的终止面位于比螺旋增速件主体121的轴向一侧的端面靠轴向另一侧的位置，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向另一侧的终止面位于比螺旋增速件主体121的轴向另一侧的端面靠轴向一侧的位置。第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向一侧的终止面与螺旋增速件主体121的轴向一侧的端面平行，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向另一侧的终止面与螺旋增速件主体121的轴向另一侧的端面平行。在本实施方式中，第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向一侧的终止面与螺旋增速件主体121的轴向一侧的端面之间的距离和第一外螺纹部122A和第二外螺纹部122B两者的轴向另一侧的终止面与螺旋增速件主体121的轴向另一侧的端面之间的距离相等，均为0.3mm。
以上说明了组成超低压旋流雾化喷嘴1的概略结构，以下将说明超低压旋流雾化喷嘴1的流道S和安装腔M的具体结构。
(流道S和安装腔M的具体结构)
当根据本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴1的流道S接收液体之后，液体会在流道S中进行多次加速、加压并最终以雾态喷出。如上所述，流道S在轴向A上贯通喷嘴1的小径部112，流道S包括压力腔S1、层流道S2、轴心腔S3、喷射腔S4和喷孔部S5，液体在流道S中以压力腔S1→层流道S2→轴心腔S3→喷射腔S4→喷孔部S5的顺序流动。
在本实施方式中，如图3a所示，压力腔S1整体为圆柱形状，压力腔S1的轴向一侧的端部与安装腔M的轴向另一侧的端部直接连通。如图3b所示，通过收纳在压力腔S1内的螺旋增速件12与形成压力腔S1的侧壁之间形成螺旋状地延伸的彼此平行的第一旋流加速通道S11和第二旋流加速通道S12，从而使得流入压力腔S1内的液体经由第一旋流加速通道S11和第二旋流加速通道S12形成旋流并加速。
运用旋流加速通道S11、S12的惯性加速原理，液体在经过旋流加速通道S11、S12之后，流速加快、压力增大，液体在到达层流道S2的弧形分支通道S22之前已经进行加速加压，即使液体的初始压力不足，也能让液体经由旋流加速通道S11、S12之后获得足够的速度和压力，从而保证在喷射的时候达到均匀的雾化效果。
在本实施方式中，如图4b所示，层流道S2包括汇聚部S21以及从汇聚部S21朝向径向外侧呈散射状延伸的三条弧形分支通道S22。汇聚部21整体为圆柱形状且汇聚部S21的直径小于压力腔S1的直径，汇聚部S21通过三条弧形分支通道S22与压力腔S1连通，来自压力腔S1的液体仅经由三条弧形分支通道S22被进一步加速流入汇聚部S21，并在汇聚部S21处形成涡旋。
三条弧形分支通道S22位于在轴向上的相同位置且与汇聚部S21在轴向A上重叠。每个弧形分支通道S22具有相同的弧形形状且朝向周向上的同一侧凸起地配置在一起。各弧形分支通道S22的截面面积从各弧形分支通道S22的与压力腔S1连通的一端朝向与汇聚部S21连通的另一端逐渐减小。各一端在周向上均匀分布，各另一端在周向上均匀分布。三条弧形分支通道S22以从汇聚部S21朝向喷嘴1的径向外侧呈散射状分布。
优选地，形成各弧形分支通道S22的外侧壁与形成汇聚部S21的侧壁和形成压力腔S1的侧壁均相切，以使得在压力腔S1内形成旋流的液体能够顺利地经由弧形分支通道S22流入汇聚部S21内。优选地，整个层流道S2在轴向A上的尺寸范围为0.2mm至1.0mm，汇聚部的直径范围为0.3mm至2.0mm。
在本实施方式中，为了便于制造，在喷嘴主体11的形成压力腔S1的端面形成凹部，通过螺纹增速件12的螺旋增速件主体121与该凹部包围形成弧形分支通道S22。
如图4c所示，轴心腔S3整体为圆柱形状，轴心腔S3的直径小于压力腔S1的直径且等于层流道S2的汇聚部S21的直径，轴心腔S3与汇聚部S21在轴向A上直接连通。来自压力腔S1的液体经由三条弧形分支通道S22和汇聚部S21之后流入轴心腔S3。优选地，轴心腔S3的直径范围为0.3mm至2.0mm，在轴向A上的尺寸范围为0.3mm至2.0mm。
在本实施方式中，如图4d所示，喷射腔S4整体为圆柱形状，喷射腔S4的直径小于轴心腔S3的直径，喷射腔S4与轴心腔S3在轴向A上直接连通，来自轴心腔S3的液体可以从喷射腔S4喷射出。优选地，喷射腔S4的直径为0.2mm至0.5mm。
这样，通过具有上述具体结构的层流道S2、轴心腔S3和喷射腔S4形成了如图4a所示的形状，使得来自压力腔S1的液体通过层流道S2形成涡流加速的同时通过层流道S2、轴心腔S3和喷射腔S4形成截面突变的加速，最终使得液体获得足够的压力，从而保证在喷射的时候达到均匀的雾化效果。
在本实施方式中，喷孔部S5整体为圆锥形状，喷孔部S5的轴向一侧的端部与喷射腔S4在轴向A上连通，喷孔部S5从喷射腔S4朝向轴向另一侧延伸到喷嘴1的轴向另一侧的端面，喷孔部S5的截面面积从喷射腔S4朝向喷嘴1的轴向另一侧的端面逐渐增大。这样，从喷射腔S4喷射出的液体能够顺利地沿着喷孔部S5朝向喷嘴1的外侧以雾态扩散。
进一步地，在本实施方式中，如上所述，安装腔M与压力腔S1连通且位于压力腔S1的靠轴向一侧的位置，安装腔M的直径大于压力腔S1的直径。
在靠安装腔M的轴向另一侧的端部的部分处，在形成该安装腔M的侧壁上形成有内螺纹部M2，该内螺纹部M2用于与例如下述三通管2的其它组件进行安装，通过该其它部件能够在轴向A上压抵螺旋增速件12，使得螺旋增速件12紧密地压抵压力腔S1的轴向另一侧的端面。另外，在安装腔M的轴向另一侧的端面形成有用于安装密封圈的环状凹槽M1，在本实施方式中，该环状凹槽M1在径向R上的横截面为三角形。该环状凹槽M1用于安装密封圈，防止在安装腔M内安装其它部件的情况下漏液。
通过采用上述的结构，使得液体经由压力腔S1和层流道S2在液体流入轴心腔S3之后能达到预设的压强。本实用新型的喷嘴1将液体流过的流道S的截面积稳定在一个很小的数值，保证在使用条件下稳定了喷嘴1的雾化参数，从而可以让液体能够以雾态稳定喷射出，减少因零件装配工艺的差异带来对精密雾化喷嘴1的性能影响。
以上详细地说明了根据本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴1的具体结构，以下将说明采用该超低压旋流雾化喷嘴1的双联混合注射器的结构。
(双联混合注射器的结构)
如图5所述，根据本实用新型的双联混合注射器包括两个注射筒3、一个推动连杆5、三通管2、固定架4和具有如上具体结构的超低压旋流雾化喷嘴1。
两个注射筒3并排配置并且通过固定架4进行固定，两个注射筒3的一端均通过三通管2与超低压旋流雾化喷嘴1连通，两个注射筒3内的不同液体通过推动连杆5的推动经由三通管2中两个独立的通道流入超低压旋流雾化喷嘴1并最终以雾态喷射出。
虽然以上对本实用新型的技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：
1.弧形分支通道S22的数量不限于上述具体实施方式中的特定数量，而是可以根据需要选择适当的数量，优选地为3至7个弧形分支通道S22。
2.螺旋增速件12的外螺纹部的数量不限于上述具体实施方式中的特定数量，而是可以根据需要选择适当的数量，优选地为2至6个外螺纹部。
3.根据本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴还具有如下的有益效果。
本实用新型提供了一种新型的超低压旋流雾化喷嘴1，其能够很好地应用于液体初始压强小于0.1Mpa的情况并具有良好的雾化效果。本实用新型通过在雾化喷嘴1中的压力腔S1添加螺旋增速件12，提高了流道S液体的流速，同时，增加层流道S2和轴心腔S3以增大液体压力，喷射腔S4的流体压力已经是初始压力数十倍，可以将喷射腔S4的直径适应加大，减少使用过程中发生堵塞的风险，并且具有很好的雾化效果，同时降低了加工难度。
本实用新型的超低压旋流雾化喷嘴1通过同时利用离心式雾化和轴心式雾化的叠加原理，利用液体在旋流加速通道S11、S12中流动所形成的旋流加速，将液体加速流入层流道S2，通过层流道S2的弧形分支通道S22对液体进行进一步加速，最终在喷口外形成文丘里水膜，水膜在空气中撕裂形成液滴，液滴呈现雾状，并有规律从喷孔部S5开始形成圆锥形的分布，适用于小于0.1MPa的超低压力范围，具有很好的雾化效果，并且装配简单。
本实用新型的双联混合器由于使用螺旋增速件12之后使得混合液在旋流加速通道S11、S12中流经的路程更长，增加了混合液在这个区间的混合时间和距离，让两种药液有足够的时间和空间充分混合。由于旋流加速通道S11、S12加大了液体的流速和压力，同时喷嘴1的喷射腔S4的直径比较小，喷射出现的液滴的直径更小，雾化效果更明显，药液覆盖层的层厚更薄。这样的效果便于使用者更好控制涂覆的厚度，省下更多的混合液。
本实用新型的保护范围不限于上述具体实施方式，而是只要满足本实用新型的权利要求的技术特征的组合就落入本实用新型的保护范围之内。