阅读说明：本技术 静电喷嘴 (Electrostatic spray nozzle ) 是由 理查德·布鲁斯·怀廷 卡梅伦·D·霍布斯 乔尔·S·海斯 于 2018-11-01 设计创作，主要内容包括：本申请案涉及一种静电喷嘴,其中通过孔口使液体与经加压气流混合,所述孔口将所述液体分解成微粒。液体微粒夹带于液体流中且与呈圆锥体或截头锥体形式的带电组件接触,所述带电组件与电极接触。所述带电组件在喷嘴内界定混合室。因此,当在所述混合室中时,所述微粒在从所述喷嘴喷出之前变得带静电电荷。实施例还包含可移除盖帽组件,所述带电组件嵌套于所述可移除盖帽组件内。所述盖帽组件可包含一对窗,所述一对窗与所述喷嘴的主体上的凸片协作以便使所述盖帽与所述主体进行机械啮合,使得所述带电组件被适当定位以与所述电极配接且界定所述混合室。(The present application relates to an electrostatic nozzle in which a liquid is mixed with a pressurized gas stream through an orifice that breaks down the liquid into particles. Liquid particles are entrained in a liquid stream and contact a charging component in the form of a cone or frustum, which contacts an electrode. The charging assembly defines a mixing chamber within the nozzle. Thus, when in the mixing chamber, the particles become electrostatically charged before being ejected from the nozzle. Embodiments also include a removable cap assembly within which the charging assembly nests. The cap assembly may include a pair of windows that cooperate with tabs on the body of the nozzle to mechanically engage the cap with the body such that the charging assembly is properly positioned to mate with the electrode and define the mixing chamber.)

静电喷嘴

相关申请案的交叉参考

本案是作为非临时性专利申请案依据条款35 U.S.C.§100等及37C.F.R.§1.53(b)在美国提出申请的实用新型专利申请案，且依据条款35,U.S.C.§119(e)主张2017年8月24日提出申请的美国临时性申请案第62/549,589号及2017年8月24日提出申请的美国临时性申请案第62/549,598号的先前申请日期的权益，上述申请案中的每一申请案以其全文引用方式併入本文中且作为依据。

技术领域

本发明涉及静电喷洒解决方案，且更具体来说涉及用于对液体(例如，消毒剂)进行雾化、对经雾化液体施加静电电荷且然后将经雾化液体的带电荷微粒喷洒至大气中的新颖系统及管嘴设备中的一者或所述两者。

背景技术

医疗行业及旅游行业等行业中普遍需要高效且有效的消毒系统及消毒方法。快速且有效地对医院房间或养老院宿舍或游轮客舱进行消毒的能力是显而易见的。

此项技术中已知的静电喷洒系统需要手动操作，否则在无人操作者的情况下不能自动地喷洒整个空间(例如房间)。另外，此项技术中已知的静电喷洒管嘴设备难以修理、容易积垢、电荷施加不一致，且无法达成对液体的一致雾化。

因此，此项技术需要能克服与自动化静电喷洒有关的现有技术的不足的360度静电喷洒推车。此外，此项技术需要能克服与静电喷嘴相关的现有技术不足的新的经改进静电喷嘴。

发明内容

根据本解决方案的示范性诱导型静电喷嘴包含连接从而以可操作方式耦合到电力供应器、流体化学品供应器及经压缩空气供应器中的每一者。此外，静电喷嘴包含以可操作方式耦合到电极的静电电荷组件，所述电极使所述静电电荷组件带电。静电电荷组件在自动化静电喷嘴内界定混合室。致动所述静电喷嘴会致使来自所述流体化学品供应器的流体流雾化，使所述经雾化流体流带静电电荷，并使所述带静电电荷的经雾化流体流自所述静电喷嘴排出。

在静电喷嘴内界定混合室的静电电荷组件可呈一般形状或截头锥体形式。此外，静电喷嘴可包含可移除盖帽组件。静电电荷组件可集成于可移除盖帽组件内，或另一选择为可与可移除盖帽组件分离。此外，静电喷嘴可包含：主体，其包含一对锁定凸片；及可移除盖帽组件，其包含一对互补锁定窗，使得可移除盖帽组件可操作以在锁定窗接纳锁定凸片时与主体以机械形式啮合。

附图说明

图1是对根据本解决方案实施例的静电喷洒系统的示范性应用的图解说明；

图2是对根据本解决方案被展示为推车形式的静电喷洒系统的示范性实施例的图解说明；

图3是图解说明图2的静电喷洒系统实施例的箱柜的内部视图的功能框图；

图4是图2的静电喷洒系统实施例的示范性齿轮传动布置及360度旋转接头的特写视图；

图5A及5B共同图解说明根据本解决方案实施例的被展示为组合件的经改进静电喷嘴；

图6是对图5A及5B的经改进静电喷嘴的实施例的图解说明，图5A及5B的经改进静电喷嘴被展示为管嘴盖帽与管嘴主体脱离；且

图7是图5A及5B的经改进静电喷嘴的静电电荷圆锥体与管嘴盖帽布置的截面图。

具体实施方式

本发明解决方案的各种实施例、方面及特征囊括经改进静电喷嘴及经改进静电喷洒系统中的一者或所述两者，其经配置以被安置于一区域中(例如，房间)且在连续旋转中进行360度自动喷洒。静电喷洒技术领域的技术人员将理解，可将电荷施加到或诱导于经雾化化学品流上，使得化学品的带电荷液滴被电性吸引到可含有病原体等的表面。

喷嘴的本解决方案实施例由于至少以下原因而优于现有技术喷嘴：喷嘴的本解决方案实施例可包括定位于混合室内的静电电荷圆锥体，使得经雾化液体流中高百分比的微粒先与静电电荷圆锥体接触再从喷嘴喷出。通过与静电电荷圆锥体接触，电荷被高效地诱导到微粒。此外有利的是，喷嘴的本解决方案实施例可包括管嘴盖帽，所述管嘴盖帽经配置以与喷嘴的主体以机械形式一致地啮合，使得根据玻意耳定律(Boyle’s law)及其它物理考虑而设定大小的混合室尺寸一致地界定在管嘴内。

诱导型静电喷洒系统的本解决方案实施例由于至少以下原因而优于现有技术系统：诱导型静电喷洒系统的本解决方案实施例可在无需手动操作且无需重新定位的情况下使用而完全喷洒目标空间。注意，根据本解决方案的静电喷洒系统的实施例可包括或可不包括包含静电电荷圆锥体的静电喷嘴，所述静电电荷圆锥体定位于混合室内使得经雾化液体流中高百分比的微粒先与所述静电电荷圆锥体接触再从喷嘴喷出。此外，根据本解决方案的静电喷洒系统的实施例可包括或可不包括包含管嘴盖帽的静电喷嘴，所述管嘴盖帽经配置以与喷嘴的主体以机械形式一致地啮合，使得根据玻意耳定律及其它物理考虑而设定大小的混合室尺寸一致地界定在管嘴内。

现在转向各图，图1图解说明根据本解决方案实施例的静电喷洒系统100的示范性应用。从图1的图解说明可理解，静电喷洒系统100被基本上定位在房间的中央且已被激活。系统100电性耦合到壁装插座，使得其压缩机(在图1的图解说明中无法看到)及其它组件可被供电。所述系统根据可执行软件程序操作，所述可执行软件程序决定静电喷嘴的旋转型式。

如后续图中更详细地展示，静电喷嘴可耦合到旋转接头，使得管嘴可以360度型式连续旋转。取决于实施例及用于管控喷洒型式的可执行程序，静电喷嘴可沿一个方向(例如，顺时针)连续旋转达一定连续时间，或沿一个方向(例如，顺时针)连续旋转达第一连续时间，随后沿第二方向(例如，逆时针)连续旋转达第二连续时间。静电喷嘴还可经配置以在其旋转时从最上方向平移至最下方向(即，“上下”)。静电喷嘴还可被固持在特定位置达比被固持在其它位置相对更长的时间周期，这可由可执行程序决定。如此一来，系统100的实施例可用于在于目标空间中对表面施加消毒剂时高效地进行递送。

图2图解说明根据本解决方案的被展示为推车形式的静电喷洒系统100的示范性实施例。本新颖解决方案的优点是，系统100可被定位在房间中央，使得其可围绕整个房间自动地分配带静电电荷的喷雾而无需被重新定位。如上文所阐释，可经由将自动化静电管嘴207集成到旋转接头201及齿轮盒203来配置自动化静电管嘴207，使得其可在喷洒时连续旋转。此外，可经由将自动化静电管嘴207集成到线性致动器208来配置自动化静电管嘴207，使得其可在旋转时垂直地“上下”平移，借此提高自动化静电管嘴207对目标空间及表面的喷洒覆盖效能。

另外，系统100的实施例除自动化静电管嘴207之外还可包含手动静电喷枪111。有利地，系统100的操作者可使用手动静电喷枪111来将带静电电荷的化学品喷雾手动地施加到空间内的目标表面，及/或手动静电喷枪111可确保将带静电电荷的喷雾施加到空间内的难以到达的或重要的区域。手动静电喷枪111可安装在箱柜106外部或储存在其内部。

在图1的图解说明中可看到，系统100可包含脚轮209，使得其可容易移动并定位在目标空间中。一旦被定位，推车便可经由可伸缩电源线102电性耦合到电源(例如，110V或120V壁装插头可接达电源)。在电力被供应到系统100的情况下，可使用控制面板104的“接通/关断”开关来“启动”系统100，使得其自动地分配带静电电荷的喷雾，如下文将更详细地描述。

图3是图解说明图2的静电喷洒系统100实施例的箱柜106的内部视图的功能框图。在图3的图解说明中可看到，电源(例如120Vac电源，经由电源线102)将电力供应到系统100的一或多个组件(亦即，电力转换器114、控制器115及空气压缩机108以及冷却风扇116)。所属领域的技术人员将理解，电力转换器114将交流电力供给转换成直流电力供给。冷却风扇116经配置以使空气移动通过箱柜106以便使箱柜106的内部冷却下来。

空气压缩机108将经压缩空气供应到静电喷嘴207或手动静电喷枪111。阀112B(例如但不限于三通球阀)将经压缩空气分流到静电喷嘴207或手动静电喷枪111，如阀领域的技术人员将理解。类似地，阀112A将化学品从经加压化学品罐113分流到静电喷嘴207或手动静电喷枪111中的任一者。应了解，阀112B(以及阀112A)可以是手动操作的或自动的。在图3的图解说明中，阀112是手动操作的。然而，如果阀112中的任一者或两者均为自动的，那么控制器115可经配置以致动阀112。

空气压缩机108还可将经压缩空气供应到经加压化学品罐113，以便对化学品加压以将化学品递送到管嘴207或喷枪111。注意，尽管图3中所图解说明的系统100的示范性实施例描绘经加压化学品罐113从空气压缩机108接收其动力，但应了解其它实施例可仅采用经提前加压的化学品罐。螺线管阀110可定位在阀112A的下游，使得在不使用系统100时可隔离来自罐113的经加压化学品，借此防止化学品经由管嘴207或喷枪111泄漏出去。如所属领域的技术人员将理解，螺线管阀是通过从控制器115接收DC电力供给被致动。螺线管阀110可以“常闭型”布置或“常开型”布置，具体情形取决于解决方案的实施例。如前所述，螺线管阀110可用于在系统100关断时防止或减少因残余系统压力而发生的“泄漏”。

电源转换器114将DC电力供应到控制器，控制器继而根据预编程的可执行逻辑将DC电力供应到螺线管110、静电喷嘴207、马达202及手动静电喷枪111中的一或多者。从图3的图解说明可理解，经加压化学品及经压缩空气以及DC电力供给是经由旋转接头201被供应到静电喷嘴207。有利地，旋转接头201允许将液体化学品供给、经压缩空气供给及电力供给提供到静电喷嘴207，同时也提供使静电喷嘴207可如上文所述地连续旋转且垂直地平移的装置。类似地，经加压化学品及经压缩空气以及DC电力供给被供应到手动静电喷枪111。

返回到静电喷嘴207的操作，控制器将电力供给供应到电动马达202及线性致动器208(图3的图解说明中未展示)。电动马达202驱动齿轮布置203，齿轮布置203操作以致动旋转接头201的转动功能，借此使静电喷嘴207在操作时进行连续圆形旋转。类似地，线性致动器208操作以致动铰链机构，使得静电喷嘴207视具体情形且根据由控制器115执行的可编程指令而垂直地上下平移或定位成特定所要角度。

图4是图2的静电喷洒系统100实施例的示范性齿轮传动布置203及360度旋转接头201的特写视图。控制器115将DC电力供给提供到马达202(如从图3的图解说明理解)及静电喷嘴207两者(通过且经由360度旋转接头201)。如前所述，马达202经配置以使齿轮传动机构203转动，齿轮传动机构203继而可使喷嘴207以360度连续旋转方式旋转。为静电管嘴207及经配置以提高/降低管嘴207的活塞208供电的电力供应导线通过且经由旋转耦合布置201来供应电力。旋转接头201包含一对“滑环”，所述滑环可配接成在联轴器旋转时传输电力。从图3的图解说明可理解，旋转接头201还可容纳空气供应管路及液体供应管路。

如从下图将更清楚地理解，静电喷嘴207(以及手动静电喷枪111)包含内部混合室，在所述内部混合室中经雾化液体可与带电电极接触，使得经雾化液体变得带静电电荷。经压缩空气管路、液体供应管路及供电导线供应静电喷嘴207及手动静电喷枪111两者。关于管嘴107，电力供应器提供电力以给倾斜活塞及管嘴的内部电极供电。齿轮传动机构203用于使喷嘴207在连续圆形路径中旋转。取决于实施例，活塞可用于使喷嘴207上下平移，而齿轮203用于使整个管嘴207沿着上述圆形路径(或圆形路径的一些变化形式)旋转。另一选择为，活塞208可用于在整个管嘴207旋转时将喷嘴207定位成固定角度。如此一来，本解决方案实施例可沿着非全圆周的圆弧围绕整个房间且遍及整个房间施加带静电电荷的经雾化液体，而无需重新定位或来回平移。

现在转到图5到7，将展示及描述根据本解决方案的经改进静电喷嘴的示范性实施例。如上文所述，系统100的本解决方案实施例可包含或可不包含下文所展示及描述的静电喷嘴。即使如此，应了解管嘴207及/或手动喷枪111可包括在本文中所揭示的喷嘴范围内的静电喷嘴，但这并非是一要求。

图5A及5B图解说明根据本解决方案实施例的被展示为组合件的经改进静电喷嘴300。从图解说明可看到，电力供应导线325、液体供应管路320及经压缩空气供应管路315进入喷嘴300的主体310。管嘴盖帽305与主体310以机械形式啮合。无论管嘴盖帽305可从管嘴主体310脱离及/或重新啮合到管嘴主体310多少次，使管嘴盖帽305与主体310以机械形式啮合的装置均在经改进静电喷嘴300内提供尺寸一致混合室。

在图解说明中可看到，管嘴盖帽305包含啮合窗307A，啮合窗307A经配置及定位以与从喷嘴主体310突出的锁定凸片312A以机械形式介接。在图5A及5B的视图中无法看到位于喷嘴300的相对侧上的互补啮合窗307B及锁定凸片312B。可通过相对于主体310“扭动”管嘴盖帽305来快速且容易地从主体310移除管嘴盖帽305及将管嘴盖帽305重新啮合到主体310。有利地，当将锁定凸片312啮合于啮合窗307内时，管嘴盖帽305相对于主体310被精确地定位，使得达成内部混合室的一致尺寸(例如，可大体由尺寸330表示)。与使用螺纹连接的现有技术喷嘴相比，举例来说，本发明解决方案实施例提供更高雾化效能及静电电荷，这得益于一致的混合室尺寸。此外，由于上文所阐释的啮合窗307与锁定凸片312布置，经改进静电喷嘴的实施例使得能够在发生积垢时快速且容易地接达喷嘴的内部组件以进行清洗。

具体参考图5B的图解说明，管嘴盖帽305的切掉部分显露出电极313与静电电荷圆锥体301的机械啮合。有利地，当将锁定凸片312完全啮合到相应锁定窗307中时，管嘴盖帽305将静电电荷圆锥体301定位成其底部表面在不刮擦电极313、不使电极313弯曲或不以其它方式损坏电极313的情况下触及电极313。如前所述，当盖帽305啮合到主体310上同时电极113与圆锥体301接触时，便形成由圆锥体313的内侧(以及雾化孔口317的上方及周围，图5的图解说明中未展示雾化孔口317)界定的精确尺寸的混合室。电极313使圆锥体301带电，使得可将电荷施予到混合室内的经雾化液体流。由于整个圆锥体301带电，借此产生可与经雾化流接触的相对大的带电荷表面积，因此本解决方案的实施例已提高了将电荷施予到经雾化液体流的效能，这优于仅依赖于突出到流中的电极元件的现有技术解决方案的效能。

图6图解说明图5A及5B的经改进静电喷嘴300的实施例，经改进静电喷嘴300被展示为管嘴盖帽305从管嘴主体310脱离。在图3的图解说明中可看到，电极313从主体310暴露出，使得当盖帽305啮合到主体310时(参见图5B)电极313与静电电荷圆锥体301的接触表面302啮合。此外，在图6中可看到锁定凸片312A及312B两者。如前所述，锁定凸片312A及312B可与管嘴盖帽305中的啮合窗307以机械形式啮合，使得每当重新啮合管嘴盖帽305时均会一致地界定出具有精确的优选尺寸的内部混合室(参见图5B)。

如喷嘴领域的技术人员将理解，雾化孔口317可经配置及定位以利用经加压空气供给来对液体供给进行雾化(即，将液体流细分成细散的液体微粒流)。经雾化流在从雾化孔口317喷出之后立即填充界定于管嘴盖帽305的内腔内的混合室。当在混合室中时，经雾化流在经由孔隙303从管嘴300喷出之前暴露于静电电荷圆锥体301。已带电的静电电荷圆锥体301通过与电极313接触来将静电电荷施予于形成经雾化流的液滴上。

图7是经改进静电喷嘴300的静电电荷圆锥体301与管嘴盖帽305布置的截面图。从图7的图解说明完全可理解，静电电荷圆锥体301以机械形式嵌套于管嘴盖帽305的内部空间内。静电电荷圆锥体301及管嘴盖帽305两者皆包含对准成形成孔隙303的孔。如前所述，当静电电荷圆锥体301嵌套于管嘴盖帽305中且管嘴盖帽305啮合到主体310时，静电电荷圆锥体301的内侧或下侧形成腔空间或混合室，在所述腔空间或混合室内可在从雾化孔口317流出的经雾化化学品流经由孔隙303喷出之前将电荷施予到经雾化化学品流的液滴。有利地，由于电极313使整个静电电荷圆锥体301带电，因此由电荷圆锥体301下方的空间界定的混合室包含与来自雾化孔口317的经雾化的雾气或雾或流接触的相对大带电荷表面积(本质上是电荷圆锥体301的整个内侧/下表面)。如此一来，本解决方案实施例极其高效地使经雾化流带静电电荷。

应了解，在根据本解决方案的经改进静电喷嘴的一些实施例中，静电电荷圆锥体301可永久地整合至管嘴盖帽中；然而，在根据本解决方案的经改进静电喷嘴的其它实施例中，静电喷洒圆锥体301可与管嘴盖帽分离以便于容易清洗及替换。

已使用藉由实例方式提供的本发明解决方案实施例的详细说明描述了本发明解决方案且所述实施例并不旨在限制本解决方案的范围。所描述的实施例包括不同特征，但并非所有特征在本解决方案的实施例中均被需要。本发明解决方案的一些实施例仅利用所述特征中的一些特征或所述特征的可能组合。所属领域的技术人员将想到所描述的本发明解决方案实施例的变化形式以及包括所描述实施例中所述的特征的不同组合的本发明解决方案实施例。此外，所属领域的技术人员应了解，本发明解决方案不受上文所展示及描述的内容限制。而是，本发明范围是由随附权利要求书界定。