專利名稱：噴灑裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴灑裝置。
本發明特別涉及靜電噴灑裝置，其應用涉及例如，空氣清新，空氣凈化，殺蟲劑噴灑，個人養護/衛生用品(例如除臭劑，美容用品和香水)以及醫藥和半醫療產品，如鼻子或呼吸道噴劑。
本發明欲提供一種可以少量地并/或在相對較短的時間內高效地傳送材料的裝置。
EP-A-224352公開了一種靜電噴灑裝置，用于以離散度量的量分散活性復合物。在該公開裝置中，液體供給到噴嘴末端，在噴嘴和與噴嘴隔開的電極之間有電位差，從而在噴嘴出口處形成足夠強的電場，以將制劑從出口抽出形成一條或多條線，接著這些線破裂成微小液滴。為了將液體抽成線狀，在施加電位差的時刻液體必須剛好到達噴嘴末端處。可以通過設置在裝置內的液體貯存器或者通過將液體從獨立液體源用虹吸作用供給到噴嘴。
根據本發明的一個方面，提供一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成要噴灑的材料柱的機構，從而使柱的前端表面與噴嘴出口隔開；用于氣動地將所述材料柱或部分從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂成的噴霧充有電荷。
根據本發明的第二方面，提供一種靜電噴灑的方法，包括在通向裝置的噴灑噴嘴出口的通道內形成要噴灑材料柱，從而使柱的前端表面與噴嘴出口隔開；氣動地將所述材料柱或部分從所述噴嘴射出；以及將高電壓施加到材料上，以便使從噴嘴射出的柱所破裂成的噴霧被充上電荷。
較優選的是，材料柱以離散的材料滴形成在通道內，所述材料滴具有前端表面和后端表面，所述前端表面與噴嘴出口隔開，而所述后端表面上施加有加壓的空氣，氣體或蒸汽，以實現材料滴從噴嘴的噴射。
根據本發明的又一方面，提供一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成離散的要噴射的材料滴的機構(較優選的是，材料滴的前端表面與噴嘴出口隔開)；用于氣動地將所述材料滴從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂成的噴霧充有電荷。
材料通常包括單相液體制劑；但是，我們不排除本發明適用于包含有懸浮固體的液體形式的材料。例如，制劑可以是包括一種以上液體的混合物-例如，制劑可以包括例如鼻通試劑的活化劑，稀釋劑或例如粘性和/或電阻率改性試劑的其它試劑。而且，我們不排除下述可能，即材料為液體之外的氣動可傳送的流體材料，例如粉末。
在根據本發明所述一個方面的裝置中，要噴灑的材料柱(較優選的是離散液滴的形式)在通道內形成，從而使柱/滴處的前端表面(液面)與噴嘴出口隔開。這使柱/滴可以完全地從噴嘴射出，因為柱/滴在向噴嘴末端運動過程中處于加速狀態，并且在到達噴嘴末端之前，材料滴可以獲得相對較高的速度。如果例如在被氣動地移動之間，液體處于其前液面位于噴嘴末端的位置上，則在噴灑操作開始時液體會具有較低的速度，并且，在這種情況下我們發現，在噴灑動作的開始，會出現噴霧固結在噴嘴上的趨勢。同樣，由于優選的方法和裝置中在通向噴嘴出口的通道內隔離開液滴，所以該液滴具有后端表面，并可以完全地從噴嘴排出，且不會發生任何顯著的噴霧固結的趨勢，而例如當通道內的液體與產生液柱的液體主體是連續的，而不是相互隔離開時，就會出現噴霧固結的趨勢。
較優選的是，在噴嘴出口處或在其附近將高電壓施加到材料上。
根據本發明的又一方面，提供一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成液柱的機構，從而使液滴的前端表面位于通向噴嘴出口的截面減小部分的上游；用于氣動地將所述材料滴以射流形式從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料滴上的機構，從而使由射流所破裂成的噴霧充有電荷。
盡管不受任何具體的電阻率范圍的限制，但本發明特別適合于低電阻率材料，特別是液體；例如，體積電阻率低于約1×107ohm cm的液體，包括體積電阻率顯著低于1×104ohm cm的液體，例如1×103ohm cm或更低。
較優選的設計是，噴嘴的出射點上的材料射流具有不大于300微米的直徑并通常不小于15微米。例如，在出口點上的射流直徑可以在約20至150微米的范圍內，更優選的是25至125微米，最優選的是30至80微米。
噴嘴的設計最好使在要噴灑材料的出口點的噴嘴表面不易發生電暈放電。正如EP-A-510725所公開的，當要噴灑的材料具有較低的電阻率時，應優選具有陡削端部的噴嘴。
為實現材料滴的氣動噴射而產生的流體壓力一般伴隨使用者對致動機構的操作而生成，并且致動機構的該操作還伴隨向通向噴嘴出口的通道加注為氣動噴射準備的材料柱/滴。加注操作和流體壓縮操作可以大致同時發生，并且致動機構的操作還伴隨著與將高電壓施加到要噴灑的材料上的機構相連的高電壓發生器的操作，由此隨著使用者對致動器的一次操作，所有這些操作可以與材料柱/滴的噴射一起實現。例如，致動機構一般處于備用狀態，致動機構的操作首先伴隨流體的壓縮和對通向噴嘴的通道加注材料滴/柱，隨后伴隨加壓流體與通道內部相互連通，接著伴隨高電壓施加機構的操作，結果，當材料滴被流體壓力移動時，液滴穿過噴嘴出口處或與噴嘴出口最接近的接觸區域，在此處高電壓被施加給材料滴。
除了讓所有的操作伴隨使用者的一次操作一起實現外，還可將這些操作分開實施。例如，至少對所述通道加注材料滴/柱可以對應于第一致動器的操作發生，而流體的壓縮(如果必要)，施加高電壓和被壓縮流體與材料滴/柱之間的連通可以對應于第二致動器的操作發生。此處用于液體噴射的流體并未被預先壓縮，但其必須在使用裝置的過程中被壓縮，該壓縮對應于第一致動器或第二致動器的操作而實現。按這種方式分開的操作是較優選的，使用者可以更方便地在使用準備時進行初始化加注，而不必在加注實現之前將噴嘴設置在任何具體的位置上，而在裝置用作鼻通噴霧器時，就要求這樣設置噴嘴。
在本發明的一個實施例中，致動機構可以被使用者從備用狀態移開，并被偏壓回備用狀態，例如通過彈簧加載，從而在使用者操作之后致動機構可以自動地回復到備用狀態。因此，舉例來說，致動器的由使用者實施的從其備用狀態的移位可以伴隨所述的流體壓縮(可選擇地伴隨所述通道的加注)，而致動器的自動回復可以伴隨材料柱/滴的氣動噴射以及向材料柱施加高電壓。或者，致動器的由使用者實施的在一個方向上從其備用狀態的移位可以伴隨所述的流體壓縮，材料柱或材料滴的噴射，以及對材料柱或滴施加高電壓。而致動器的回程可使裝置復位，以便為下一個噴灑操作作準備，并且舉例來說可以伴隨電源切斷和向通道加注新的材料滴/柱。
一般氣動噴射從噴嘴輸送的材料量可以達到約10μl。通常在每次操作中的輸送量大致為恒定的體積，其范圍在約2至約50μl。
制造噴嘴的材料最好是一種不易被要噴灑的材料所附著的材料，特別是在氣動噴射前被材料充滿的所述通道區域上則更需如此。在要噴灑的材料是液體或液體基的制劑的情況下，噴嘴最好至少一部分是用具有較低潤濕由性能的疏水性材料制造，例如PTFE。或者，噴嘴在所述區域和/或環繞噴嘴出口的外表面具有疏水涂層，從而防止液體“滲漏(creep)”以及潤濕。舉例來說，涂層可以是有機硅復合物。
較優選的是，噴嘴的末端區相對末端區上游的噴嘴截面具有減小的直徑。通向噴嘴出口的通道通常足夠細，以避免出現加壓流體旁通通過材料柱/滴的任何趨勢。
該裝置可以作為一個整體攜帶，即該裝置可以包括一個殼體，裝有高壓發生器；容納有要噴灑材料的貯存器；具有將材料柱/滴輸入噴管的機構和將材料柱/滴從噴嘴出口氣動射出的機構。在一些使用中，裝置適于手持使用，較優選的是，同樣用握持裝置的手操縱即可實現裝置的操作。舉例來說，這種操縱可能涉及用一個手指或大拇指以對裝置的一個或多個致動器進行操作。
在本發明的其它使用場合下，該裝置可以作為一個整體攜帶，但被設計成可以位于支承表面上-例如，該裝置可以用來噴灑適于清香居室或凈化空氣的制劑，在這種情況下，裝置的設計適于布置在例如窗臺，書架的水平面上或者例如墻壁的豎直表面上。
在一些實例中，裝置可以不是便攜式的，而是固定組件，例如，在涂覆物體或向物體施加標識試劑的應用中即是如此。在這種情況下，裝置的操作可以通過傳感器裝置而自動開始，該傳感器用來感知物體是否到達施加涂層或制劑的位置。
在上述每一個情況下，即在便攜式，手持式和固定式的裝置中，對應于單個或多個致動器或傳感器的運作而簡便地開始裝置的操作，相關的設計使所述致動器或傳感器的運作導致下述步驟的開始·將要噴灑的材料傳送到所述通道內；·材料柱/滴的氣動噴射；和·在噴射過程中對材料柱/滴施加高電壓。
高電壓可以是單極的，也可以是雙極的，正如EP-A-468735和EP-A-468736所公開的，這兩篇文獻被全文引作參考。因此，如EP-A-468735和EP-A-468736所公開的，可以采用雙極電壓，從而獲得一種電擊抑制措施，并和/或促進絕緣目標的噴灑(例如，頭發噴劑)。在采用雙極電源時，較優選的設計是，從噴嘴噴出的連續的材料滴(連續材料滴組)加有相反極性的電壓。因此，可以設置一種裝置，用于以下述方式對向以氣動噴射排放的材料施加電壓進行協調，即連續的材料滴(或連續的材料滴組)充有相反極性的電壓。當裝置的每次操作會射出多個材料滴而不是單個材料滴的情況下，則尤為如此。
在如上所述的本發明的不同方面，較優選的設計是，僅在材料滴已經與裝置內的材料貯存器物理地隔開之后，再向每個材料滴施加電壓。
根據本發明的又一方面，提供一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴，用于貯存要噴灑材料的貯存器；連接貯存器和噴嘴的通道；在通道內形成所述要噴灑材料的柱的機構，從而使柱的后端表面與貯存器中的剩余材料分離，此處的間隙提供了噴嘴末端和貯存器之間的電絕緣；以及將高電壓施加到材料柱上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂形成的噴霧顆粒充有電荷。
因此，可以實現貯存器中的材料與施加了高電壓的材料柱或材料滴的電絕緣。由此，如果必要可允許貯存器接地，并且容納貯存器的殼體部分握在使用者手中，而不必使手與貯存器中的材料絕緣。這種將要噴灑的材料的主體與施加了電壓的材料柱/滴絕緣是特別具有優點的，因為在噴灑過程中裝置的電容會被顯著減少，并且在施加高電壓時可以更迅速地建立起電場，而后一現象的原因在于電壓只施加給非常少量的要噴灑材料。當電壓為雙極時，貯存在裝置中的材料主體不受發生的電壓擺動的影響，并且因為材料滴可以從噴嘴完全地噴射，因此可以減少發生濺射的趨勢。
至此，所限定的本發明可以產生一種噴霧，噴霧中的噴霧顆粒通過施加高電壓而充有電荷。但是，我們不排除省略高壓電源的可能。在本發明的這一方面，提供一種噴灑裝置，包括噴嘴；用于容納要從噴嘴噴灑的材料的貯存器；用于從貯存器中的材料主體向通向噴嘴的通道加注材料的機構，和氣動地從噴嘴噴射所加注的材料的機構。
在本發明的這一方面，要噴灑的材料可以包括，例如液體制劑，在這種情況下，液體形成噴霧是液力破裂的結果。而當材料包括粉末時，噴霧的形成是在從噴嘴噴射之后粉末分散的結果。
下面通過參照附圖的實施例詳細描述本發明。附圖中

圖1是本發明使用的噴嘴的示意圖；圖2是與圖1相似的視圖，其中示出要噴灑的液滴或液柱從噴嘴部分噴出；圖3是示出用于導出鼻通制劑或類似制劑的本發明實施例的示意圖；圖4是另一實施例的示意圖，其中一系列的操作是通過一個致動器實現的；圖5和圖6是與圖1和圖2類似的示出了改進的液體排放方法的視圖。
圖1示出了根據本發明的裝置的操作原理。該裝置包括終止于末端12的噴管10，該噴管的一端形成出口，在使用時要噴灑的液體從該出口噴散而出。要噴灑的液體在噴管10內以下述方式形成液柱或液滴14，即液柱14的前端表面與噴管10的末端間隔開。因此，空氣阱在液柱14的前端表面和噴嘴末端出現。另外，在從噴管10噴射出液柱14之前或噴射過程中，空氣(或其它氣體或蒸汽)阱在液柱14的后端表面形成。液柱14通過施加在液柱14后端表面的加壓氣體或蒸汽從噴管10排出(參見箭頭P)。噴管10的直徑足夠小，從而防止加壓氣體或蒸汽旁通通過液柱14。
如1-8kv大小的高電壓(取決于該裝置具體使用情況)通過電壓發生器(未示出)加到噴管上。為此噴管10包括分段16，為實現向要噴灑的液體施加高壓的設計目的，該分段16具有足夠的導電性。噴管在分段16上游的剩余部分用電絕緣材料制造。噴管在分段16下游的部分也可用電絕緣材料制造，但較優選的是，下游分段在液體的后端表面越過電極分段16后能夠對下游分段內的殘留液體傳導電壓。因此，位于分段16下游的噴管分段可以是半導電的，或者在其內側表面上具有導電的或半導電的軌道或類似物。
在操作中，當將加壓液體供給到噴管10，液柱14向噴嘴末端12移動，并且穿過分段16，液柱14在分段16被充電。在到達噴嘴末端12之前，液柱14被加壓液體加速，結果在液柱14的前部表面到達噴嘴末端時液柱被迅速移動。這樣，由于液體是被加速后才到達噴嘴末端的，所以可實現完全的噴射。從噴管10射出的液柱14形成穩定的射流18，該射流18破裂成帶電的顆粒，并以噴霧形式分散。在液體情況下，射流的破裂在性質上主要是液力的，或者至少在一定程度上受相對于噴灑的環境或目標在噴嘴末端占主要地位的高的勢能梯度的影響。在后一種情況下，液柱14形成的射流會以在EP-A-510725中所公開的方式經歷一些因靜電引起的頸縮，而該文獻在此處被全文引作參考。
一旦液柱14被整個射出，加壓的液體連續地從噴嘴末端12排出，并且排空噴管而為下一次操作作準備。加壓液體實現的排空動作減低了使分散液體殘留在噴嘴末端12附近的任何趨勢，否則，這會導致在噴灑操作末尾和/或下一個噴灑操作開始會在噴嘴末端有不良的噴霧附著。噴嘴末端12最好如圖所示具有減小的直徑，從而使液柱14從噴嘴出口爆發噴出并由此進一步提高射流18的速度。噴嘴末端12的該直徑減少可通過在噴管一端縮小橫切面或通過安裝無孔的端部并用激光鉆削或超聲波鉆削出穿過無孔端部的小直徑孔來得到。
通常，對于給定的應用場合，液柱14的體積是大致恒定的，范圍在2至100微升，更普遍的是2至50微升。通過適當地設計噴嘴，特別是適當地設計位于噴嘴末端出口的直徑，可以對具有很寬范圍的體積電阻率的材料進行成功的噴灑。以液體為例，已發現對那些體積電阻率低到1×103ohm cm或甚至更低(如2×102ohm cm)的材料，仍可獲得滿意的噴灑效果，盡管電阻率如此之低，但是上文提到的“頸縮”并不常發生。如EP-A-510725所公開的，當要求非常細小的液滴尺寸時，靜電引起的頸縮是有利的。當采用電阻率非常低的液體時，如果需要，可以使用小直徑的噴嘴出口對缺乏任何明顯的靜電引起的頸縮進行補償。
一般噴嘴末端出口的直徑不大于300微米，通常小于約15微米。例如，出口直徑可以在約20至約150微米之間，較優選的是在25至125微米之間，最為優選的是在30至80微米之間。
參照圖3，鼻通噴灑器包括適于手持使用的殼體30。殼體容納高壓發生器32和為發生器供電的低壓電池電源34。電池電源可以包括一個或多個可更換電池，如果需要，電池可以是可充電型的。發生器產生的高電壓輸出一般從約1至3kV到約12至15kV，較優選的是從2至3kV到約9至10kV。發生器32的操作是由開關致動器36控制的，該開關致動器36位于適當位置以便于使用者用一只手握持裝置時對其操作。在該實施例中，開關致動器36為按鈕型，位于殼體10的大致中間位置，以便于在用手掌心握持裝置時方便地用大拇指或其它手指操作。例如通過與殼體30的某種形式的接觸，如接觸器致動器可以形成通過使用者的地線回路，從而當裝置被握在手中時，通過使用者可以實現接地。
殼體30由塑料材料制成，具有良好的電絕緣性能，并根據前述EP-A-441501的教導設計，以便可以采用低廉的小型的發生器。在殼體30的一端設有噴嘴38，其位于突出件40中，該突出件40加工有一個或多個孔(未示出)，在用鼻子吸氣的過程中，使用者可以通過這些孔將空氣吸入。噴嘴38通常是由電絕緣，非潤濕的塑料材料(例如PTFE)制造的，與軸向延伸的通道42相通，該通道42可以是電絕緣材料制成的管子。在噴嘴38的末端的附近，通道42設有電極44，其為內徑與通道42的內徑大致相當的筒形。電極44通過引線46與發生器32的高電壓輸出端相連。通過操作開關致動器36而對發生器32供電，當致動器36克服彈簧49的作用相對殼體向內側移動時，設置在致動器36中的部分36A通過凸輪帶動作用實現接觸器48的閉合。接觸器48的閉合接通了包括發生器32和低壓電源34在內的回路，從而使發生器32通電。發生器可以為EP-A-441501公開的設計。彈簧49將開關致動器36偏壓至發生器32處于不工作狀態所對應的位置上。
對應于柱塞56的移動，來自貯存器50的液體通過管子52供給通道42和單向閥54，其中柱塞56通過桿57與可滑動地安裝在位于遠離噴嘴端的殼體端部的致動器58相連。貯存器50是可更換的“插入式”盒體。此處，在安裝于殼體上的制動器60與設置在致動器58內部的齒條相互配合的控制下，對致動器可以進行增量式的操作，其中致動器58以蓋子的形式包圍殼體的遠端。被噴灑的液體從貯存器50經過管子52一直延伸到單向閥54，從而對應于致動器58的每一次運動增量，一小滴液體從管子52以圖1所示的方式注入通道42。
致動器58的步進式操作還通過安裝在桿64上的柱塞68的移動對貯存器66中的空氣加壓。空氣經過閥70到達壓力腔72，該壓力腔72在致動器36支承的滑動閥74的控制下與通道42連通。閥74包括開口76，當致動器36工作時，其運動到與通道42對齊的位置上。閥74一般用于將壓力腔72與通道42隔離。但是，當開口76移動到與通道42對齊的位置上時，與壓力腔72連通，由此射入壓縮空氣的脈沖，其可將液滴從通道射出。應該注意的是，開口76與通道42的對齊伴隨對發生器的供電，結果在液體向噴嘴末端運動的過程中通過電極44將高電壓施加在液體上。在高電壓施加在液體上的一刻，液滴的后端表面將處于通道42和通道52接合處的下游，因此該液滴與通道52內的液體在物理上相互隔離并且電絕緣。因此，如果裝置的相關部件是用電絕緣材料制造的，貯存器50中的液體可以是處于或接近零電位。鑒于上面提到的原因，結合圖1所示的實施例，在噴嘴末端內的通道80與通道42相比具有減小的橫截面。
在操作中，使用者首先通過操作致動器58(即在圖3所示的方向A上移動致動器58)對裝置進行起動加注并壓縮空氣。結果是，一個液滴被引入通道42內，從而為操作的下一個階段作準備。接著，使用者將突出件40與鼻孔對準，以便接收噴霧，并且操作致動器36，在該致動器運動行程的初始階段，操作開關48以使發生器32開始運作，接著在其移動到與通道42對齊的位置上時，令空氣脈沖從腔72排出，結果使液滴以圖2所示的方式噴射而出。在操作致動器36的同時，使用者可以通過適當的噴嘴吸氣，以便通過突出件40產生空氣流，協助將噴霧吸入鼻腔內，但這并非是本裝置的必要操作。由于噴射的液滴加有電荷，因此它們會很容易地沉積在鼻腔內膜上或上呼吸道內，從而保證噴霧的深入性是有限的。
通過采用優良的電絕緣材料制造突出件可以減少在噴灑過程中的噴霧沉積在裝置零件上的任何傾向，這種絕緣材料能夠保持住在噴灑過程中收集到的任何電荷。因此，當噴灑開始時電暈放電效應導致一些電荷沉積在突出件上時，會排斥同樣被充電的噴霧顆粒。
參照圖4，該實施例與圖3所示的實施例類似，但其結構可以通過使用者在零件上的一次操作而完成裝置的動作。該裝置包括殼體80，其尺寸適于手持使用，并容納有高電壓發生器82和為發生器供電的低壓電池電源84。發生器82的運作是通過開關致動器86控制的，該開關致動器86被設置在適于使用者在單手握持裝置的情況下操作的位置上。接地回路是通過使用者(例如通過對殼體80的某種形式的接觸)建立的，從而當裝置被握在手中時，通過使用者可以實現接地。
噴嘴88設置在殼體80的一端，并位于突出件90中，該突出件90加工有一個或多個孔(未示出)，在鼻子吸氣的過程中，使用者可以通過這些孔將空氣吸入。噴嘴88是由電絕緣的，非潤濕的塑料材料(例如PTFE)制造的，與軸向延伸的通道92相通，該通道92可以是電絕緣材料制成的管子。在噴嘴88的末端的附近，通道92設有電極94，其為內徑與通道92的大致相當的筒形。設置在噴嘴內的末端通道130鑒于上文討論的原因具有減小的橫截面。電極94通過引線96與發生器82的高電壓輸出端相連。發生器82是通過對開關致動器的操作在空程被消除后(在致動器86的前向端點和滑桿152之間存在間隙154)經安裝在滑桿152上的臂150的作用而被供電。因此，由于致動器86是克服彈簧的作用相對殼體向內移動，所以致動器86的前向端點接觸滑桿152并將其向如圖4所示的左方移動，結果使開關98運行，發生器82起動，由此高電壓被施加到電極94上。在松開致動器86后，通過彈簧99和158的作用致動器和滑桿152恢復到圖示的位置。
來自貯存器100(不一定按比例)的液體通過管子102和單向閥104隨通過桿107和臂108與致動器86連接的柱塞106的移動供給到通道92中。貯存器100可以是可更換的“插入式”盒體。貯存器100中的液體在致動器86的回復運動的過程中經單向閥110被抽入管子102中，并隨致動器86的向內移動以液滴的形式被射入通道92。空程154在液體射入通道92和發生器82起動之間引入了一個延遲時間。
致動器86的向內移動還有一個作用，即通過由桿116和臂108與致動器相聯的柱塞114保持貯存器118的加壓空氣的供給(即通過管子119和單向閥122向貯存器118和相連的管子124供給空氣)。管子124可以與通道92相連通，但通常通過用作閥的滑桿152與后者隔開的。當滑桿被致動器86移動足夠大的距離從而使開口126與管子124相對齊時，管子124和通道92彼此連通。這些動作是按下述方式分階段進行的開口150運作以起動發生器124要先于管子124和通道92之間的連通發生。一旦建立了連通，空氣脈沖沿通道運動，以便以圖1和圖2所述的方式將通道92內的液滴射出噴嘴88。
空氣是在致動器86以及柱塞114的回復運動過程中通過過濾器130經閥132吸入裝置的。貯存器118可以設有用于提供可視指示的裝置，其指示貯存器已經被足夠的加壓以開始噴灑操作。在裝置可以用于噴灑操作之前的最開始，其中有柱塞106運作的柱塞套和相連的管子102必須被填滿(例如作為制造過程的一部分)。
從上文可知，一系列的操作可以隨致動器86一次動作而實現。在該實施例中，一旦該裝置已經進行使用的初始加注，使用者首先將突出件90對齊適當的鼻孔，然后向內推壓致動器86，導致下列動作·柱塞106和114運作，結果液滴射入管子92，貯存器118也被加壓，
·發生器起動，以對電極94施加高電壓，·空氣脈沖沿管子92傳導，·對液滴充電，·噴射液滴，并使其破裂為噴霧。
當松開致動器86以使其恢復到圖示位置時，柱塞106和114及滑桿閥152也都回復到圖示位置，且再補給的液體和空氣被供給到管子102和119中，發生器82也停止運作。
在上文所述的實施例中，一個離散的液滴被噴射入通向噴嘴的通道內。在圖5和圖6示出的備選實施例中，設置成這樣的結構使得液體在通向噴嘴末端的通道內形成液柱，而不必形成與液體供給貯存器隔離的液滴。因此，如圖5所示(與圖1的實施例相同的零件用相同的附圖標記標識)，在噴射之前，液柱200在管子10內形成，其可以從液體貯存器連續地不間斷地延伸(但并非必需)。液柱200以下述方式形成，即其前端表面延伸越過入口202，且從噴嘴部分12的末端縮進。入口202與加壓流體源相連(例如空氣)。當開始將液體散布成噴霧的操作時，空氣通過入口202射入管子10，從而將液體在該處分隔成獨立液柱，由此該獨立液體部分206又被驅動穿過高壓電極16，并射出噴嘴，以形成加有電荷的噴霧顆粒。
權利要求
1．一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成要噴灑的材料柱的機構，從而使柱的前端表面與噴嘴出口隔開；氣動地將所述材料柱或部分從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂成的噴霧充有電荷。
2．如權利要求1所述的裝置，其特征在于，材料柱以離散的材料滴的形式形成在通道內，所述材料滴具有前端表面和后端表面，所述前端表面與噴嘴出口隔開，而所述后端表面上施加有加壓的空氣、氣體或蒸汽，以實現材料滴從噴嘴的噴射。
3．一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成離散的要噴射材料滴的機構；用于氣動地將所述材料滴從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂成的噴霧充有電荷。
4．如權利要求3所述的裝置，其特征在于，設計成使材料滴的前端表面與噴嘴出口隔離。
5．如權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于，在噴嘴出口處或在其附近將高電壓施加到材料上。
6．一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；在通向噴嘴出口的通道內形成液柱的機構，從而使液滴的前端表面位于通向噴嘴出口的截面減小部分的上游；用于氣動地將所述材料滴以射流形式從所述噴嘴射出的機構；以及將高電壓施加到材料滴上的機構，從而使由射流所破裂成的噴霧充有電荷。
7．如權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，在噴嘴的出口點上的材料射流具有不大于300微米的直徑。
8．如權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于，為實現氣動的材料滴噴射而生成的流體壓力對應使用者對致動機構的操作而產生。
9．如權利要求8所述的裝置，其特征在于，致動機構的操作伴隨著用為氣動噴射準備的材料柱/滴對通向噴嘴出口的通道進行加注。
10．如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，致動機構的操作還伴隨著與將高電壓施加到要噴灑的材料上的機構相連的高電壓發生器的操作，由此隨著使用者對致動器的一次操作，所有這些操作可以與材料柱/滴的噴射一起實現。
11．如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，材料柱/滴的噴射和/或對其施加高電壓對應于致動機構的單獨操作或對應于另外的致動機構的操作，所述另外的致動機構可實現起動加注和/或流體壓縮。
12．如前述任一項權利要求所述的裝置，其特征在于，噴嘴的末端區域與末端區域上游的噴嘴部分相比具有減小的直徑。
13．如前述任一項權利要求所述的裝置，其特征在于，高電壓是單極的。
14．如權利要求1至13中任一項所述的裝置，其特征在于，高電壓是雙極的。
15．如權利要求14所述的裝置，其特征在于，其結構使得從噴嘴排出的連續的材料滴(或連續的材料滴組)充有相反極性的電壓。
16．一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；用于容納要噴灑材料的貯存器；連接貯存器和噴嘴的通道；在通道內形成所述要噴灑的材料柱的機構，從而使柱的后端表面與貯存器中的剩余材料分離，此處的間隙提供了噴嘴末端和貯存器之間的電絕緣；以及將高電壓施加到液柱上的機構，以便使從噴嘴射出的柱所破裂形成的噴霧顆粒充上電荷。
17．如權利要求16所述的裝置，包括權利要求1至16中所述的任何一個或多個特征。
18．一種靜電噴灑裝置，包括噴嘴；用于容納要從噴嘴噴灑的材料的貯存器；用于從貯存器中的材料主體向通向噴嘴的通道加注材料的機構；和氣動地從噴嘴噴射所加注的材料的機構。
19．如權利要求18所述的裝置，其特征在于，其結構使得被引入所述通道的材料是離散的材料滴，所述材料滴具有前端表面和后端表面，所述前端表面與噴嘴出口隔開，而所述后端表面上施加有加壓的空氣、氣體或蒸汽，以實現材料滴從噴嘴的噴射。
20．如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，材料以射流的方式排出，該射流在從噴嘴射出的點上具有約20至150微米范圍內的直徑。
21．如權利要求20所述的裝置，其特征在于，材料以射流的方式排出，該射流在從噴嘴射出的點上具有約25至125微米范圍內的直徑。
22．如權利要求20所述的裝置，其特征在于，材料以射流的方式排出，該射流在從噴嘴射出的點上具有約30至80微米范圍內的直徑。
全文摘要
一種用于噴灑例如液體制劑等材料的裝置,包括噴嘴(12,圖3);通向噴嘴的通道(42);用于在通道(42)內形成材料滴的機構(50,56,52,54);對應于致動器(36)的操作氣動地將材料滴從噴嘴射出的機構(66,68,72,74);以及將高電壓施加到材料滴上的機構(32,46,44),從而在噴射后材料滴破裂時,噴霧包括帶電荷的顆粒。
文檔編號A61M15/08GK1235564SQ9719931
公開日1999年11月17日 申請日期1997年10月7日 優先權日1996年10月30日
發明者莫里斯·J·普倫德加斯特, 邁克爾·L·格林 申請人:普羅克特和甘保爾公司