本发明涉及一种用于将第一种流体注入第二种流体之中的流体喷射系统。

美国专利3，556，141号公开了一种利用文氏管原理将液体化肥从一个容器中配给到流动的水流中的流体配给装置。该装置利用流动液体的压力迫使盛放在柔性容器中的液体化肥通过一个计量阀流入所述流动的液体中。在该装置中，盛放流体化肥的容器是倒置的，即开口朝下，迫使液体化肥从容器中流出的主流体被输送到容器的顶部（或上部）。这种装置的缺陷是在使用中当将容器装配到配给装置上或从其上取下时，往往会导致使操作者接触到液体化肥并且被其沾污。

美国专利2，865，388号公开了一种用于将两种不同液体配量混合的自动装置。该装置设有一个压力敏感开关，该开关对文氏管两端的压力差而引起的致动起反应，从而控制一个电磁阀的开关。当一种运载流体（或主流体）流过管路时，通过压力敏感开关将电磁阀打开，以便将另一种添加剂加入到沿管路流动的运载流体中去。当管子中没有运载流体流动时，则电磁阀关闭。另外，在添加剂流向运载流体的管道中设有一个用于控制向运载流体中加入添加剂的流速的控制阀。

在上述现有技术的装置中，向主流体中加入的另一种流体或添加剂都是要经过一个可控制其流速的阀再进入主流体的。这种结构的缺点是，如果添加剂中含有小固体颗粒，流过阀时就容易引起堵塞。

本发明的目的是提出一种用于将一种流体注入另一种流体之中的流体喷射系统。其中在文氏管的高压侧与文氏管低压侧的计量管线之间设有一个旁路导管，从而在该管线中提供一个替代的液流并通过容积的置换来改变将所述另一种流体流入主流体的流速。

按照本发明的一种流体喷射系统，包括有一个安装在流体管路中并成为该流体管路的一部份的管件，在工作中流体在压力作用下在管路中流动;一个装在所述管件里的文氏管;形成用来分别盛装第一种流体和第二种流体的第一腔室和第二腔室的装置，所述第一腔空围绕所述第二腔室伸展，所述的第一腔室和第二腔室由一非弹性的柔性袋形式的压力敏感件分隔开，管件在文氏管的高压侧通过一条管线与所述装置的第一腔室相通，一条从所述管件的文氏管的文氏管的低压侧延伸出的计量管线与所述装置的第二腔室相通，该系统在使用时在文氏管两侧产生压力差，从而使流体经所述流体管线进入第一腔室及使所述压力敏感件产生位移而使第一腔室的容积增大，而通过流体从第二腔室经所述计量管线进入通过所述流体管路的流体，使第二腔室的容积相应地减小，从所述第二腔室进入所述流体管路的流体的流速按照所述流体管路中的流体流速而成比例地变化，在文氏管的高压侧与文氏管的低压侧的计量管线之间设有一旁路导管，从而在所述管线中提供一个替代的液流并通过容积的置换来改变第二种流体流入第一种流体的流速。

下面参照附图以举例的方式阐述本发明，其中：附图1为本发明流体喷射系统的第一实施例的示意图;

附图2为本发明流体喷射系统的第二实施例的示意图;

附图3是图1实施例的一种应用的示意图;

附图4为附图3所示装置中的隔离阀的剖视图;

附图5是附图1或3所示装置中的梭动阀的剖面分解图;

附图6是实施附图1系统的装置的平面图;

附图7是沿附图6中7-7线的剖视图;

附图8是实施附图2方案的装置的侧视图;

附图9是附图8装置中瓶口的密封装置的装配关系图;

附图10是附图9装置的一部分上视立体图;

附图11是本发明的背囊喷雾器的喷雾杆的立体图;

附图12是附图11的喷雾杆连接器的立体图;

附图13是附图11的连接器的侧视图，表示管件的弹簧的装配位置。

在附图1中有流体管路10，在工作时流体受压力作用流过该流体管路10，管件12接装在管路10中，流体管路10的各端与管件12上的相邻端以常规的方式相连接。

管件12里有一文氏管14，当流体沿箭头16的方向通过流体管路10时，文氏管使流体产生一压力降。管件12还包含两个小孔18和20，它们分别位于文氏管的高压侧和低压侧。

一个第一管线22从小孔18延伸至压力罐24上，压力罐24是刚性结构的。

压力罐24为筒形，具有带有直立的圆周侧壁28的底部26。管线22穿过罐底26进入压力罐24。压力罐24还包括一隔膜袋30（或称软的壳体、薄膜），其形状与压力罐24相似，也是筒形的。特别的是在远离底部隔膜袋的上部有一外翻的周边，该边以适当的方法如用螺栓紧固的方法被夹持在压力罐24的侧壁28向外扩展的端部与上盖32之间，隔膜袋30具有一个能恢复原状的壁，可用氯丁橡胶或橡胶，或其它任何不会被流体损害的柔性材料制作。第一腔室由压力罐24和隔膜袋30所限定，第二腔室由隔膜袋30和上盖32所限定。在上盖32上面装有一梭动阀34，该梭动阀由一通往上盖32的短管36与压力罐24的内部相通，梭动阀还由管子38与储罐37相通，管道38通入储罐37的底部。储罐37设有透气器39。一计量管线40也从梭动阀34引出。在工作中，当没有主流体通过管路10时，梭动阀使流体在重力作用下从储罐37经管子38和36注入隔膜袋，这使隔膜袋膨胀，向罐24的底部26和侧壁28扩张，因此第二腔室增大，而第一腔室相应的减小，直至将隔膜袋充满。当流体流过管路10和管件12时，在文氏管两侧产生一个压力差。这终止了从罐24来的流体供给，并使流体由管路10通过小孔18和管线22进入压力罐24并向在隔膜袋30的壁上施加压力。隔膜袋30向内收缩，使第二腔室随第一腔室的增大而减小。在隔膜袋里的流体因此通过管路40被挤出。通过管路40的流体经小孔20进入管件12，并被注射入管路10中的液流之中。

现已发现，在管路10中的流体流速的很宽范围内，注射速度的变化近似的按照流体流速的变化而变化。因而，在每单位体积的第一种流体中所注射的第二种流体的量基本上保持为常量。最好使管路10中的最小流速达到足以产生驱动第二流体的压力差的流速。如果需要，罐24可被设计成能反向连接的，从而隔膜袋30与管线22相通，罐24与管线40相通。在这种情况下，隔膜袋30膨胀迫使第二种流体由罐24排出。此外，分隔构件可以用活塞或其它构件来代替柔性构件以推动第一种和第二种流体。

注入第一种流体的第二种流体的注射速度可用旁路导管50来改变，旁路导管50连通管线22和管线40。由于存在旁路导管50，使第一种即主流体从管线22进入管线40，成为第二种流体的一个替代量，它阻止或成比例地置换了进入文氏管的第二种即添加的流体量。

旁路导管50可以包括一个调节阀52。调节阀52控制了第一种即主流体在导管50里的流速。当开启阀52以增加第一种流体的流量时，通过管线40的第二种流体的流量将降低，反之亦然。

一旦达到了第二种流体的设计的添加流量，此添加流量将予以保持，与主流体部分地预先混合的第二种流体将进文氏管14，再同主流体的主流进行混合而达到设计的比例。阀52可以用按设计流速标定的固定缩颈代替，缩颈可以是部分地限制旁路液流的柱塞，也可以是多个预置流速的多位柱塞。

该系统还可以进一步扩展与文氏管或缩颈的调节相结合，其目的在于调整压力差（对于一给定的流量），从而改变压差范围，在此范围内第二流体管线和旁路控制闭路的流量。文氏管的调节方法可采用机械调节式来调节在有弹性的表面上的开口度，也可以用松紧口装置或使用将第一种流体的添加量泵入文氏管的孔中的方式。该最后一种方法已被发明用于控制文氏管的缩颈。

附图1所示的装置具有广泛的用途。例如它可用于将少量芳香剂材料作为催化剂添加到低质烃类燃料中以增加其热输出值。本发明的装置提供了使用高可燃性的主流体的安全方法。附图1的装置出可用于计量进入气态主流体的添加流体，例如将润滑油加到压缩空气中，该压缩空气是用于需要连续润滑的气动工具例如钻机上的气动锤中的。

附图1和附图2所示的系统是工作流体为液体时的安装排列，但是本发明可易于适应采用气体为流体的情况下的工作。该系统可以被发展为多个第二流体管线和多个存储腔室以及多个旁路控制器输进一个或多个文氏管，多个文氏管是以串联或并联的方式排列的。

附图2中的装置是附图1装置的改型，相同的参考数字代表相同的部分。

附图2与附图1的主要区别是省略了储罐37、管36和38以及梭动阀34。此外，计量管线40由隔膜袋30穿过罐24的上盖32直接引至小孔20。

附图2所示装置其工作方法与附图1的装置的工作方法基本相同。

附图2所示的装置被设想为一易处理掉的装置，因此第二种即添加流体一旦从隔膜袋30全部排出之后，整个装置就被废弃，用在其隔膜袋30中充满了第二种即添加流体的新的装置来更换。附图2的装置可以用在附图1装置的同样用途中。然而，由于它具有易处理的性能，该装置还可用于其它用途。例如附图2的装置特别适于喷洒除草剂和杀虫剂的背囊式喷雾器，要喷洒的活性成分以浓缩液的形式存储在隔膜袋30里，主流体采用存储在便携式罐中的水。该隔膜袋30将被设计成操作者绝对不需要接触该浓缩的活性成分的形式。该隔膜袋30可合并于包括附图2全部装置在内的一个低成本易处理的部件中，当隔膜袋空了以后，该部件将被废弃掉。

附图3所示为附图1所示装置的改型，以便将一溶液供给至某一高度上的立管出口，例如在大约3米或4米高度上的出口。

附图3所示的装置包括一主供水管路60，它通过一主开关阀62给水管件64，该管件64内含文氏管，其工作方式与附图1的管件12相似。主供水管路然后在水平方向上继续延伸一定距离，然后转90°经大约3或4米后到立管出口66。

附图3所示的装置包括：一个储浓缩液的储罐68，它的特殊点是其高度低于立管出口66的高度。附图3所示的装置还包括一个投配罐70，它和附图1中的罐24相似。投配罐70从罐68经重力输送管线72被补给新的浓缩液。管线72有一梭动阀74，与附图1的梭动阀34相似。

管线72由上述罐70的顶端经梭动阀74到隔离阀78的上端，该隔离阀将在后面详述，然后管线76进到管件64的低压侧。

从管件64的高压侧导出一管线80至隔离阀78的下端，然后至罐70的底部。此外，一条调节管线82从管线80分出，通过一个控制阀84与管线76连接。阀84执行和附图1的阀52相同的功能。

上述隔离阀78由一薄膜致器86操纵在工作位和不工作位之间动作。薄膜致动器86的一侧通过管线88与阀62上游的主管路60相连，另一侧由管线90和管线80相连。

该隔离阀还有一常压排放腔92。

附图3所示装置和附图1装置的工作方式相同，水被输入主管路60，因此沿管线80将主压力施加于罐70。这使浓缩液从罐70中排出并沿管线76到达管件64的低压侧。通过开启或关闭控制阀84，可以改变浓缩液的流速。

罐70还可以用储液罐68内的浓缩液重新灌充，浓缩液从罐68中在重力作用下流经阀74至罐70。然而，如果决定停止往出口66供液，则关闭阀62，从阀62起的下游部分的管路60将充满水，这些水具有一定的水压头。因此，一定的压力通过管线80仍然作用在罐70上，这样阻止了浓缩液灌入罐70中。

上述阻止灌入罐70的问题可以由隔离阀78来解决，其实施例如附图4所示。在附图4中阀78包括一阀体100，它具有轴向延伸的圆柱形凹孔102，有第一通口104用来和来自罐70的管线76相连，第二通口106和通向管件64的管线76相连，第三通口108和通向罐70的管线80相连，还有第四通口110和从管件64引来的管线80相连。上述凹孔102包容一轴向滑动的阀芯112，它的动作由薄膜致动器控制。阀芯112具有一个第一中间圆柱形凸起面114和一个第二顶端圆柱形凸起面116。

由附图4中可见凹孔102的上端部是封闭的，而且有一螺旋弹簧位于凹孔102的封闭端和阀芯112之间。

正常情况下，弹簧推阀芯112向下至附图4所示的位置。在这个工位时，浓缩液可以通过通口104和106沿管线76流动，并且水可经过通口110和108沿管线80流向罐70。上述凸起面116将通口104、106与通口110、108隔开，同时上述凸起面114将通口108、110与排放腔92隔开。

但是，如果阀62被关闭，阀62上游的压力将高于高位出口66的压力。因此在管线88和90之间有一压力差，该压力差使薄膜致动器提起阀芯112。在上升后的位置，阀芯112的圆柱形凸起面116阻断通口104和106，以圆柱形凸起面114切断通口108和110。在这个位置上，罐70与来自管路60中的压力相隔离，在罐70和隔离阀78之间的管线80中的水经通口108和排放腔92被排出。这也释放掉作用于罐70中隔膜袋上的压力并让阀74中的梭芯下降，结果浓缩液在重力作用下沿管线72重新灌充隔膜袋。

在本发明中应用的一种梭动阀如附图5所示，附图5中的梭动阀包括一上部另件120和一下部另件122，它们以螺纹互相连接。上部另件120具有一内孔124，在孔124的中部具有一锥形部分，该锥形部分中装有一个“O”型密封环128。下部另件122有一导管130，导管130具有狭窄的上部132。下部另件122还包括接近其上端的L型孔道134。

附图5所示的阀还有一梭芯136，它包括一锥形上部138，该锥形上部内部具有一“O”型密封环140。通口134和附图1的管线40相连或者和附图3的管线76相连。当压力作用在罐中的隔膜袋上时，流体压力也可通过狭窄的上部分132，结果使流体从隔膜袋中输送到内含文氏管的管件中。这使得梭芯136升起直至锥形部分126和138互相结合，并由密封件128形成密封状态。这样防止了新浓缩液从储液罐被输入到隔膜袋中，然而，当作用在隔膜袋30上的压力被停止了，梭芯136在重力作用下下降，一直降到坐在接近通口134的台肩142上为止。在这个位置上，通口134被密封件140密封住，而新浓缩液在重力作用下通过通口124和130进入隔膜袋。

在附图6和附图7中为按附图3的装置的一个特殊实施例，只是不用附图3中的隔离阀78。在图中相同的参考数码代表相同的另件。在该系统里管件64是由许多扁钢150刚性连接到罐70上的。

此外，管线76、80和82由T型件152连接到管件64上。附图6和7所示装置可用于直管的嵌入件，用来使流过该直管的水被投配以所希望的浓度。

附图8为按附图2的装置的一个特殊实施例，在图中相同的参考数字代表相同的另件。

在附图8中，罐24为一个透明的塑料瓶，隔膜袋30为塑料袋或类似的物品，瓶子由瓶口上的模压的塑料帽160密封。帽160在瓶子24上是永久密封式的。

帽160包括一凸端162用于安装手杆（图中未示出），一凹端164用于安装软管或一公知类型的背囊（图中未示出）。一个多孔的管166从帽160向下悬挂。管166确保在瓶24里的袋30被展开，在使用中管166还用作输入管。

帽160还有一开关旋塞168，只有旋塞在开位，并且液流是从凹端向凸端流动时，才能使化学剂从袋30中释放出来。帽160还包括一化学剂灌入口170，经过它化学剂进入袋30中。当袋30已经灌满，入口170将永久性的被封死。帽160中包括了附图2中所有的元件12、14、18、20、22、40、50和52。

因此，当水从软管或背囊由凹端164至凸端162穿过帽160时，在袋30里的浓缩液被压入水中，所需的始终如一的浓度由阀52的阀位决定。在该实施例中，阀52可永久的放在特定的所需的阀位，也可以想到在一些应用中，阀52可有比方说两个阀，它们可用一手动开关设备得到。

一种用在附图8中装置上的特殊瓶口结构示于附图9。在此情况下，袋30用一“O”型环179和管166密封。此外，一个具有延伸管166的瓶塞182放在瓶口180上和封闭瓶口，并与瓶24密封住。随后密封环186绕在瓶口180和装配件之外，袋30的开口用“O”型环179或其它密封件同输入管166密封。所以只要输入口170-封闭，浓缩液就不能溢出，除非瓶子24破裂。在这种连接中，瓶子24可用耐冲击的塑性材料制成。同时瓶子的透明性能够直接观察袋30中化学剂的存留量。同时，在附图9中所示的是投配管线40，而旁路导管50或阀52可以在附图10中看得更清楚。旁路导管50和阀52用于置换浓缩液从而改变来自管线40的投配速度。控制阀52可以用特殊的柱塞代替，该柱塞限制旁路导管50中流体的流动，使其达到要控制的速度。

在附图11中，示出一背囊的喷雾杆190，喷雾杆带有连接器192，连接器的放大图见附图12。喷雾杆190还包括一根与连接器相装配的杆194。

连接器192具有第一内螺纹端管196和第二外螺纹端管198。管196和198分别与喷雾杆194的外端元件和内端元件相装配。管196和198用拱形件200刚性连接。这样在拱形件200之下，管196和198之存在一间隔。

此外，如附图13所示，管198是弹性可移动的，它由螺旋弹簧202弹向一静止位置。

附图9所示装置的帽160能够和管196及198相配合，通过将管198压向弹簧202加宽管196和198之间的间隔，然后将帽160插入该间隔，之后放松管198，这样管198同凹端164密封连接，管196同凸端162密封连接。用此方法，附图8的瓶子24能容易地被夹住在一个背囊的喷雾杆或一条软管中并一直用到浓缩液排尽，此时，通过与上述方法相反的过程移开瓶子24并用新瓶子更换之。

作显而易见的技术上的改变或修改被认为是在本发明范围之内的。例如在附图9的实施例中，带有一弹簧和有小孔的部分，塞子170可被用来起“手压开关”的作用。即除非塞子170被压下，否则塞子170将升起切断浓缩流体管166中的液流。

此外，文氏管可以是一反向文氏管的形式，在这种文氏管中，坚固的元件安放在管子或壳体的中收以形成一个缩颈。