具有彎曲通道的噴塗設備的製作方法
2023-05-24 18:22:51
具有彎曲通道的噴塗設備的製作方法
【專利摘要】一種系統，包括被構造成安裝到噴塗設備的頭部的空氣帽(300)，其中，該空氣帽(300)包括具有曲線流路的至少一個空氣通道(304,306,324,326)。
【專利說明】具有彎曲通道的噴塗設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年9月14日提交的題為「SPRAY DEVICE HAVING CURVEDPASSAGES」的美國非臨時專利申請號13/620，606(其被整體地通過引用結合到本文中)的優先權和權益以及2011年9月30日提交的題為「SPRAY DEVICE HAVING CURVED PASSAGES」的美國臨時專利申請號61/542，019(其被整體地通過引用結合到本文中)的優先權和權
Mo
【背景技術】
[0003]本發明總體涉及用於噴塗物質、諸如塗覆流體(例如油漆)的系統和方法。
[0004]可使用多種噴塗設備來向目標對象施加噴霧。例如，噴塗設備常常採用諸如加壓空氣之類的氣體來使液體(例如，油漆)霧化以產生噴霧，該噴霧然後被導向目標對象以產生塗層。遺憾的是，這些噴塗設備使氣體(例如，空氣)流過一系列空氣通道，其在離開噴塗設備的頭部之前在方向上突然改變。例如，空氣通道可包括以銳角相互交叉的多個筆直通道(例如，單獨鑽的孔)，所述銳角可以是45至90度。由於這些銳角，噴塗設備經歷顯著的壓降和空氣流中的湍流(例如，一般地退化的空氣流)，其負面地影響在噴塗設備的頭部下遊形成的噴霧。這些銳角還產生噪聲，因為空氣流必須在方向上突然改變。此外，退化的空氣流可引起噴霧中的不規則性、變形以及通常的不均勻性。結果，該噴霧可能不會在目標對象上提供均勻的塗層。相應地，需要改進的噴塗設備。
【發明內容】
[0005]一種系統包括空氣帽，該空氣帽被構造成安裝到噴塗設備的頭部，其中，該空氣帽包括具有曲線流路的至少一個空氣通道。一種系統可包括噴頭，該噴頭具有朝著噴頭的中心軸線向內偏轉的第一曲線空氣通道以及朝著噴頭的中心軸線向內偏轉的第二曲線空氣通道，其中，第一和第二曲線空氣通道被構造成將第一和第二空氣流向內導向噴霧以賦形噴霧。一種系統可包括具有通向液體出口的液體通道的噴塗設備，其中，該噴塗設備被構造成使來自液體出口的液體霧化而形成噴霧。噴塗設備還可包括曲線空氣通道，其朝著空氣出口逐漸地彎曲，其中，該噴塗設備被構造成用來自空氣出口的空氣流至少部分地賦形噴霧。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]當參考附圖來閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本發明的這些及其他特徵、方面以及優點，在全部附圖中相同的附圖標記表示相同的部分，在所述附圖中:
[0007]圖1是圖示出根據本發明的某些實施例的示例性噴射塗覆系統的圖；
[0008]圖2是圖示出根據本發明的某些實施例的示例性噴射塗覆過程的流程圖；
[0009]圖3是根據本發明的某些實施例的示例性噴射塗覆設備的截面側視圖；
[0010]圖4是具有曲線通道的空氣帽的實施例的截面側視圖；[0011]圖5是具有曲線通道、例如從空氣帽的主體部分伸出的曲線管道的空氣帽的實施例的截面側視圖；
[0012]圖6是具有曲線通道、例如被保護壁圍繞的曲線管道的空氣帽的實施例的截面側視圖；
[0013]圖7是具有曲線通道、例如被裝入保護材料(例如，包覆成型材料)內的曲線管道的空氣帽的實施例的截面側視圖；
[0014]圖8是具有曲線通道、例如限定曲線通道的多個區段的空氣帽的實施例的截面側視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將描述本發明的一個或多個特定實施例。為了致力於提供對這些實施例的簡明描述，在說明書中可能不會對實際實現的所有特徵進行描述。應認識到的是，在任何這種實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須作出許多特定於實現的決策來達到開發者的具體目的，諸如服從系統相關的約束及商業相關的約束，其可隨不同的實現而改變。此外，應當認識到的是，這種開發工作可能是複雜和耗時的，但儘管如此，對受益於本公開的普通技術人員來說，這種開發工作將是設計、生產和製造的例行任務。
[0016]圖1是圖示出示例性噴射塗覆系統10的流程圖，其包括用於向目標對象14施加期望塗層的噴射塗覆設備12。如下面詳細地討論的，噴射塗覆設備12可包括一個或多個曲線通道(例如，曲線空氣通道)，所述一個或多個曲線通道被構造成減少與通過噴射塗覆設備12的空氣流相關聯的湍流、壓力、下降以及噪聲。此外，可將曲線空氣通道構造成改善由噴射塗覆設備12形成的噴霧，例如通過提供更均勻的空氣流以賦形噴霧。特別地，曲線空氣通道可幫助使液滴均勻地分布在噴霧中，從而幫助增加噴霧到目標對象上的傳遞效率，同時還在目標對象上提供更均勻塗層。
[0017]另外，噴射塗覆設備12可包括用以能夠實現非圓錐形噴霧形狀和/或以從設備12的出口到目標對象14以非線性方式(例如，曲線方式)改變的寬度為特徵的噴霧形狀的特徵。在某些實施例中，噴霧形狀可以杯狀或成凹面的外部輪廓或周界(例如，外邊緣)為特徵，使得噴霧形狀的寬度和/或截面在接近於噴射塗覆設備12的出口的一定距離處大於圓錐形狀。在其他實施例中，噴霧形狀可以鬱金香狀輪廓或周界為特徵。如下面所討論的，獨特的賦形噴霧特徵可能夠實現在接近於噴射塗覆設備12的出口的一定距離處具有適當速度的更大覆蓋區，從而改善傳遞效率且因此減少浪費和汙染。應注意的是在本公開的上下文中，術語「圓錐形」和「非圓錐形」在被用來描述噴霧形狀時意圖指的是噴霧形狀的截面圖的周界的大體形狀。這些術語並不意圖暗指噴霧顆粒僅沿著噴霧形狀的周界行進。相反，可能需要遍及噴霧形狀的整個內部空間傳遞噴霧顆粒。
[0018]所示噴射塗覆設備12可包括空氣霧化器、旋轉式霧化器、靜電霧化器或者任何其他適當噴霧形成機構。在某些實施例中，可將噴射塗覆設備12描述為噴槍，其可包括槍形狀，該槍形狀具有把手部分、與把手部分連接的桶或主體部分以及用以接合和脫離一個或多個閥的觸發器。然而，可在任何類型的噴塗設備上利用該獨特的賦形噴霧特徵。
[0019]可將噴射塗覆設備12連接到多種供應和控制系統，諸如流體源16、空氣源18以及控制系統20。控制系統20便於控制流體源和氣源16和18，並確保噴射塗覆設備12在目標對象14上提供可接受質量的噴塗塗層。例如，控制系統20可包括自動控制器22、定位控制器24、流體供應控制器26、空氣供應控制器28、計算機系統30以及用戶接口 32。
[0020]還可將控制系統20連接到一個或多個定位機構34和36。例如，定位機構34便於目標對象14相對於噴射塗覆設備12移動。定位機構36連接到噴射塗覆設備12，使得噴射塗覆設備12能夠相對於目標對象14移動。系統10也能夠包括連接到定位機構36的多個噴射塗覆設備12,從而提供對目標對象14的覆蓋的改善。相應地，噴射塗覆系統10能夠提供計算機控制的塗敷流體的混合、液體和空氣流速率以及在目標對象上的噴塗圖案/覆蓋。根據特定應用，定位機構34和36可包括機器臂、傳送帶以及其他合適的定位機構。
[0021]圖2是用於向目標對象14施加期望噴塗塗層的示例性噴射塗覆過程100的流程圖。如圖所示，過程100通過識別用於施加期望流體的目標對象14而進行(方框102)。過程100然後通過選擇用於向目標對象14的噴塗表面施加的期望流體40而繼續進行(方框104)。期望流體可包括基底塗敷流體、油漆、透明塗層、著色劑等。用戶然後可繼續針對所識別的目標對象14和所選流體40而配置噴射塗覆設備12 (方框106)。目標對象104可包括車輛、家具、器械等。隨著用戶佔用噴射塗覆設備12，過程100然後繼續進行以產生所選流體40的霧化噴霧(方框108)。在下面詳細地討論的某些實施例中，霧化噴霧具有非圓錐形噴霧形狀，諸如杯狀、成凹面形狀或鬱金香形狀。用戶然後可在目標對象14的期望表面上施加霧化噴霧的塗層(方框110)。過程100然後繼續進行以使施加在期望表面上的塗層固化/乾燥(例如，紅外固化燈)(方框112)。如果在查詢方框114處是用戶期望的所選流體40的附加塗層，過程100則通過方框108、110和112進行以提供所選流體40的另一塗層。如果用戶在查詢方框114處覺得所選流體的附加塗層不理想，則過程100前進至查詢方框116以確定用戶是否期望新流體的塗層。如果用戶在查詢方框116處期望新流體的塗層，過程100則通過方框104-114將新的所選流體用於噴射塗覆而進行。如果用戶在查詢方框116處不要求新流體的塗層，則過程100在方框118處完成。
[0022]圖3是圖示出噴射塗覆設備12的示例性實施例的截面側視圖。如圖所示，噴射塗覆設備12包括連接到主體202的噴塗前端組件200。噴塗前端組件200包括流體配送前端組件204。例如，可將多個不同類型的噴射塗覆設備構造成接收並使用流體配送前端組件204。噴塗前端組件200還包括連接到流體配送前端組件204的噴霧形成組件206。噴霧形成組件206包括空氣帽208，其經由保持螺母210可活動地固定於主體202。空氣帽208包括多種空氣霧化孔口(orifice)，諸如從流體配送前端組件204開始設置在流體前端出口214周圍的中央霧化環形孔口 212。空氣帽208還可具有一個或多個賦形噴霧孔口，諸如賦形噴霧(例如，空氣喇叭)孔口 216、218、220和222，其迫使噴塗的流體形成期望噴霧圖案(例如，非圓錐形圖案)。噴霧形成組件206還可包括多個其他霧化機構以提供期望的噴霧圖案和液滴分布。
[0023]如下面更詳細地討論的，空氣帽208可包括曲線通道以改善空氣流、減少湍流、減少噪聲並改善在噴射塗覆設備12的下遊形成的噴霧。在圖3的所示實施例中，空氣帽208具有多個非曲線空氣通道205，每個具有一系列筆直空氣通道207和209。特別地，如圖3中所示，筆直空氣通道207沿著噴射塗覆設備12的縱向軸線211在筆直方向上延伸，而筆直空氣通道209相對於縱向軸線211成角度。因此，筆直空氣通道207和209相對於彼此成銳角，例如30度至90度。如下面更詳細地討論的，圖4-8的公開實施例用曲線空氣通道來替換非曲線空氣通道205以改善噴射塗覆設備12的操作。
[0024]噴射塗覆設備12的主體202包括用於噴塗前端組件200的多種控制和供應機構。如所示，主體202包括流體配送組件224，其具有從流體進口連接件228延伸到流體配送前端組件204的流體通道226。流體配送組件224還包括流體閥組件230以控制通過流體通道226且到達流體配送前端組件204的流體流動。所示的流體閥組件230具有在流體配送前端組件204與流體閥調整器234之間活動地延伸通過主體202的針形閥232。流體閥調整器234是可針對設置在針形閥232的後段238與流體閥調整器234的內部部分240之間的彈簧236可旋轉地調整的。針形閥232還連接到觸發器242，使得針形閥232可隨著觸發器242繞著豎軸接頭244逆時針方向旋轉而離開流體配送前端組件204向內移動。然而，可將任何適當的可向內或向外打開的閥組件用於本發明的實施例。流體閥組件230還可包括設置在針形閥232與主體202之間的多種封裝和密封組件，諸如封裝組件246。
[0025]空氣供應組件248也被設置在主體202中以便於噴霧形成組件206處的霧化。所示的空氣供應組件248經由空氣通道252和254從空氣進口連接件250延伸到空氣帽208。空氣供應組件248還包括多種密封組件、空氣閥組件以及空氣閥調整器以維持並調整通過噴射塗覆設備12的空氣壓力和流動。例如，所示的空氣供應組件248包括連接到觸發器242的空氣閥組件256，使得觸發器242繞著樞軸接頭244旋轉來打開空氣閥組件256以允許從空氣通道252到空氣通道254的空氣流動。空氣供應組件248還包括連接到針260的空氣閥調整器258，使得針260可經由空氣閥調整器258的旋轉而移動以調整流向空氣帽208的空氣。如圖所示，觸發器242連接到流體閥組件230和空氣閥組件256，使得當觸發器242朝著主體202的把手262拉動時，流體和空氣同時地流向噴塗前端組件200。一旦接合，噴射塗覆設備12產生具有期望噴霧圖案(例如，非圓錐形)和液滴分布的霧化噴霧。再次地，所示噴射塗覆設備12僅僅是本發明的示例性實施例。任何適當類型或配置的噴塗設備可受益於本發明的獨特空氣帽流體霧化和空氣賦形方面。
[0026]圖4是具有曲線通道302 (例如，曲線空氣通道)的空氣帽300的實施例的截面側視圖。如圖所示，曲線通道302包括在空氣帽300的縱向軸線312的兩側308和310的第一和第二曲線空氣通道304和306。第一曲線空氣通道304朝著縱向軸線312向內彎曲，並在第一空氣出口 314處終止。第二曲線空氣通道306朝著縱向軸線312向內彎曲，並在第二空氣出口 316處終止。在操作中，第一和第二曲線空氣通道304和306被構造成將第一和第二空氣流318和320導向噴霧322以賦形噴霧322。進一步如圖所示，曲線通道302包括在空氣帽300的縱向軸線312的兩側308和310的第三和第四曲線空氣通道324和326。第三曲線空氣通道324朝著縱向軸線312向內彎曲並在第三空氣出口 328處終止。第四曲線空氣通道326朝著縱向軸線312向內彎曲並在第四空氣出口 330處終止。在操作中，第三和第四曲線空氣通道324和326被構造成將第三和第四空氣流332和334導向噴霧322以賦形噴霧322。
[0027]這些曲線通道302被構造成來改善到噴霧322的空氣流，從而改善噴霧322。具體地，可將曲線通道302構造成減少與通過噴射塗覆設備12的空氣流相關聯的湍流、壓力、下降以及噪聲。此外，可將曲線空氣通道302構造成改善由噴射塗覆設備12形成的噴霧322，例如通過提供更均勻的空氣流以賦形噴霧322。具體地，曲線空氣通道302可幫助使液滴均勻地分布在噴霧322中，從而幫助增加噴霧322到目標對象上的傳遞效率，同時還在目標對象上提供更均勻塗層。在所示實施例中，曲線通道302包括四個曲線通道。在其他實施例中，曲線通道302可以任何適當的對稱或非對稱布置包括任何數目的曲線通道，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。此外，所示曲線通道302以某個曲率半徑在約45的角上逐漸地朝著軸312彎曲。在其他實施例中，曲線通道302可在約I至150度、5至120度、10至100度、20至90度、30至60度、40至50度或其之間的任何特定角度的角上相對於軸312逐漸地向內或向外彎曲。此外，每個彎曲通道302的曲率半徑可在約0.1至5、0.2至4、0.3至
3、0.4至2或0.5至I英寸或任何其他適當曲率半徑之間的範圍內。
[0028]可以多種方式來形成空氣帽300的曲線通道302。在所示實施例中，空氣帽300可以是單件結構，其具有與空氣帽300的整體主體336 —體地形成的曲線通道302。例如，整體主體336可由塑料材料模製而成或者由金屬材料鑄造而成以形成具有一體的曲線通道302的空氣帽300。在其他實施例中，多個單獨件可限定具有曲線通道302的空氣帽300。例如，曲線通道302可以是與主體336分開的單獨件(例如，曲線管道)。進一步舉例，曲線通道302可與主體336的多個段或區段一起形成。無論製造技術如何，曲線通道302提供在角度方面沒有任何突然變化的漸變曲度。換言之，曲線通道302不經歷歸因於相互交叉的多個筆直通道的任何銳角。
[0029]圖5是具有曲線通道302、例如從空氣帽300的主體336伸出的曲線管道340的空氣帽300的實施例的截面側視圖。在所示實施例中，每個曲線管道340可以是具有管狀壁342的單獨形成管道，該管狀壁342逐漸地彎曲而形成曲線通道302 (例如，曲線通道304、306、324和326)。例如，每個曲線通道340可以是金屬管、塑料管、陶瓷管、複合材料管或任何合適材料限定的管。在具有金屬曲線管道340的實施例中，可形成管道340且然後使其彎曲至期望曲度。在具有塑料管道340的實施例中，可使管道340成型為限定期望曲度。然而，在各種實施例中可採用曲線管道340的任何適當構造。如所示，曲線管道340離開主體336伸出，並通過適當的安裝件344固定於主體336。安裝件344可包括可拆卸的或固定的緊固件，諸如螺釘、螺栓、夾持件、粘合劑、皮帶、搭扣配合機構、閂鎖或任何其他適當緊固件。安裝件344還可包括與主體336的整體連接，諸如圍繞管道340的包覆成型材料(例如，塑料)。
[0030]圖6是具有曲線通道302、例如被保護壁350圍繞的曲線管道340的空氣帽300的實施例的截面側視圖。例如，保護壁350可限定空心外殼或殼體352，其在不直接接觸每個整體曲線管道340的情況下大體上圍繞曲線管道340。換言之，保護壁350保持空心內部354，並且每個曲線管道340大體上通過空心內部354。在某些實施例中，保護壁350可由金屬、塑料、陶瓷或複合材料製成。相應地，圖6的實施例具有保護壁350的多件構造和各個曲線管道340。
[0031]圖7是具有曲線通道302、例如裝入主體336的保護材料360 (例如，包覆成型材料)內的曲線管道的空氣帽300的實施例的截面側視圖。例如，保護材料360可限定實心結構362 (例如，非空心結構)，其直接地沿著其外表面364大體上接觸每個曲線管道340。換言之，保護材料360保持實心內部366，並且每個曲線管道340大體上通過實心內部366。在某些實施例中，保護材料360可由金屬、塑料、陶瓷或複合材料製成。例如，可用模具材料(例如，塑料)適當地對曲線管道340進行成型或包覆成型，使得曲線管道340基本上或完全被模具材料密封和固定在適當位置。相應地，圖7的實施例具有保護材料360的多件構造和各個曲線管道340。
[0032]圖8是具有曲線通道302、例如限定曲線通道302的多個區段370、372和374的空氣帽300的實施例的截面側視圖。例如，可將每個曲線通道302形成為沿著區段370、372或374中的一個的外表面的曲線凹槽376，然後可隨後將區段370、372和374連接在一起以限定空氣帽300的主體336。在所示實施例中，例如，區段370可以是第一環形(或內)區段，其具有沿著第一外表面的曲線凹槽376(例如，第一和第二曲線凹槽378和380)。同樣地，區段372可以是第二環形(或中間)區段，其具有沿著第二外表面的曲線凹槽376 (例如，第三和第四曲線凹槽382和384)。最後，區段374可以是圍繞區段370和372的第三環形(或外)區段。以這種方式，可沿著外表面形成曲線凹槽376以簡化製造、維修等。
[0033]雖然在本文中已舉例說明並描述了本發明的僅某些特徵，但本領域的技術人員將想到許多修改和變更。因此應理解的是所附權利要求意圖覆蓋落在本發明的主旨精神內的所有此類修改和變更。
【權利要求】
1.一種系統，包括: 空氣帽，該空氣帽被構造成安裝到噴塗設備的頭部，其中，所述空氣帽包括具有曲線流路的至少一個空氣通道。
2.權利要求1的系統，其中，所述至少一個通道包括曲線管道。
3.權利要求2的系統，其中，所述曲線管道至少部分地被保護壁圍繞。
4.權利要求2的系統，其中，所述曲線管道至少部分地被保護材料包圍。
5.權利要求4的系統，其中，所述保護材料是包覆成型材料。
6.權利要求1的系統，其中，所述空氣帽是單件結構，包含具有曲線流路的所述至少一個空氣通道。
7.權利要求1的系統，其中，所述空氣帽是多件結構，包含具有曲線流路的所述至少一個空氣通道。
8.權利要求7的系統，其中，所述多件結構中的第一件限定具有曲線流路的所述至少一個空氣通道，並且所述多件結構中的第二件至少部分地圍繞所述第一件。
9.權利要求1的系統，其中，具有曲線流路的所述至少一個空氣通道被構造成將空氣流導向噴霧以賦形該噴霧。
10.權利要求1的系統，其中，所述至少一個空氣通道包括在空氣帽的縱向軸線的兩側的第一和第二空氣通道，第一空氣通道包括朝著縱向軸線向內彎曲的第一曲線通道，第二空氣通道包括朝著縱向軸線向內彎曲的第二曲線通道，並且第一和第二空氣通道被構造成將第一和第二空氣流導向噴霧以賦形該噴霧。
11.權利要求10的系統，其中，所述至少一個空氣通道包括在空氣帽的縱向軸線的兩側的第三和第四空氣通道，第三空氣通道包括朝著縱向軸線向內彎曲的第三曲線通道，第四空氣通道包括朝著縱向軸線向內彎曲的第四曲線通道，並且第三和第四空氣通道被構造成將第三和第四空氣流導向噴霧以賦形該噴霧。
12.權利要求1的系統，包括具有空氣帽的噴塗設備。
13.權利要求12的系統，其中，所述噴塗設備包括空氣閥，空氣閥被構造成控制空氣流通過所述至少一個空氣通道。
14.權利要求12的系統，其中，所述噴塗設備包括通向噴塗設備的頭部的液體通道，並且所述噴塗設備被構造成使液體霧化以產生液體噴霧。
15.權利要求13的系統，其中，所述噴塗設備包括液體閥，液體閥被構造成控制液體流通過液體通道。
16.權利要求12的系統，其中，所述噴塗設備包括把手和被構造成控制噴塗設備的操作的觸發器。
17.—種系統,包括: 嗔頭，包括: 第一曲線空氣通道，該第一曲線空氣通道朝著所述噴頭的中心軸線向內偏轉；以及 第二曲線空氣通道，該第二曲線空氣通道朝著噴頭的中心軸線向內偏轉，其中，所述第一和第二曲線空氣通道被構造成將第一和第二空氣流向內導向噴霧以賦形該噴霧。
18.權利要求17的系統，其中，所述第一和第二曲線空氣通道包括至少部分地設置在支撐結構中的各第一和第二曲線管道，該支撐結構包括保護壁或保護材料中的至少一個，並且所述第一和第二曲線空氣通道離開支撐結構向外伸出。
19.一種系統,包括: 嗔塗設備，包括: 通向液體出口的液體通道，其中，所述噴塗設備被構造成使來自液體出口的液體霧化以形成噴霧； 曲線空氣通道，該曲線空氣通道逐漸地朝著空氣出口彎曲，其中，所述噴塗設備被構造成用來自空氣出口的空氣流至少部分地賦形該噴霧。
20.權利要求19的系統，其中，所述曲線空氣通道的空氣出口在離開液體出口的下遊方向上軸向地偏離 液體出口。
【文檔編號】B05B7/08GK103930217SQ201280056188
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年9月17日 優先權日:2011年9月30日
【發明者】丹尼爾·J.·哈瑟爾施沃特, 羅傑·T.·塞多斯 申請人:博蘭智塗裝控股公司