專利名稱：高電壓、高氣壓噴涂材料管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴涂材料分配系統(tǒng)。公開了把噴涂材料從噴涂材料源傳送到使 噴涂材料霧化和分配的裝置上的一種管道。
背景技術(shù)：
用于高水壓靜電輔助涂料分配系統(tǒng)(high hydraulic pressure electrostatically aided coating dispensing system)的常規(guī)軟管通常是多層設(shè)計。這些軟管包括一 個具有足夠爆裂強度以滿足壓力所需的內(nèi)層。這些內(nèi)層還必須對預(yù)期用于該 系統(tǒng)的噴涂材料、沖洗介質(zhì)等具有足夠的耐化學(xué)性。用于這些內(nèi)層的典型材 料包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺，例如，尼龍 6， 6、尼龍6或尼龍11和聚乙烯。編織狀合成纖維層位于該內(nèi)層上以提供額 外的強度和由于內(nèi)部壓力造成的抗蝕蠕變。用于編織狀合成纖維層的的典型 材料包括聚酰胺，例如，尼龍6, 6或尼龍6;聚芳族酰胺，例如，凱夫拉爾 (Kevlar)或諾"降克斯(Nomex);和聚酯纖維，例如，聚對苯二曱酸乙二酯 (PET)或聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)。最后， 一外層用于提供額外的強度、 對編織狀合成纖維層的保護以及耐磨性。用于外層的典型材料例如包括尼龍 11和聚亞安酯。
還有些軟管描述在例如美國專利US5413283中，并在此引用。這些參考 文獻的公開內(nèi)容在這里以參考文獻的方式結(jié)合在一起。這些列出的文獻并不代 表已經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)做了完整的檢索，或沒有更接近的技術(shù)存在，或者說這些被 列舉技術(shù)是專利性材料。也不是任意這種描述可推論的。
在本申請中使用的術(shù)語，如"導(dǎo)電體(electrically conductive )"和"非電絕 緣體(electrically non-insulative )"指的是比描述為"非電導(dǎo)體(electrically non-conductive)，，和"電絕緣體(electrically insulative )"更容易導(dǎo)電的廣義范 圍的導(dǎo)電率。例如"電半導(dǎo)體(electrically semiconductive )"的術(shù)語指的是介于 非電絕緣體和非電導(dǎo)體之間的廣義范圍的導(dǎo)電率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，噴涂材料傳輸管道組合體包括，為要通過管道輸 送的材料提供第 一通道的第 一管道，包括適合于松散地容納第 一管道的第二通 道的非導(dǎo)電第二管道，和環(huán)繞第二管道的非電絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明一方面的進一步所示，該組合體包含有一噴涂分配設(shè)備，要通 過噴涂分配設(shè)備分配的噴涂材料源，和包括輸出端的電源，其中穿過該輸出端 電勢得到維持。第一管道連接在噴涂材料源和噴涂分配設(shè)備之間。 一個輸出端 連接到噴涂分配設(shè)備和噴涂材料源中的至少一個，并且噴涂材料通過第 一通道 供給。另 一個輸出端與環(huán)繞第二管道的非電絕緣層相連接。
根據(jù)本發(fā)明 一方面所示，第 一管道適合于承受由噴涂材料源提供的噴涂材 料施加在其上的壓力。
根據(jù)本發(fā)明一方面所示，第一管道包括非導(dǎo)電材料。
根據(jù)本發(fā)明 一方面所示，第二通道包括第二管道中縱向延伸的槽脊和槽，
以有助于第一管道插入第二管道。
根據(jù)本發(fā)明 一方面所示，噴涂材料源包括非電絕緣噴涂材料源。 根據(jù)本發(fā)明一方面所示，第二通道包括二管道中縱向延伸的槽脊和槽，以
有助于第一管道插入第二管道。
根據(jù)本發(fā)明 一方面所示，非電絕緣層包括第二管道周圍的金屬軟管。 可替換地，根據(jù)本發(fā)明一方面所示，非電絕緣層包括第二管道周圍的半導(dǎo)
電編織物。
可替換地，根據(jù)本發(fā)明一方面所示，非電絕緣層包括與第二管道共同擠壓 的非絕緣層。
可替換地，根據(jù)本發(fā)明一方面所示，非電絕緣層包括與第二管道共同擠壓 的半導(dǎo)電層。


本發(fā)明可通過參考以下詳細的描述和闡明本發(fā)明的附圖來得到最好的理
解。在所述附圖中
附圖l示意了用于高水壓、靜電輔助噴涂分配系統(tǒng)的現(xiàn)有軟管； 附圖2示意了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軟管的部分透視圖；附圖3示意了結(jié)合了才艮據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軟管的系統(tǒng)的正視圖； 附圖4a-c示意了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軟管的三個不同實施例的細部的橫截 面圖；和，
附圖5示意了用于驗證根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軟管性能的測試裝置的正視圖。
具體實施例方式
人們已經(jīng)發(fā)展出表現(xiàn)高壓靜電噴涂系統(tǒng)有所增加的耐久性的軟管構(gòu)造。用 于高水壓靜電輔助噴涂分配系統(tǒng)的傳統(tǒng)軟管20通常是附圖1所示的一般構(gòu)造 的多層設(shè)計。這種軟管20包括一個具有足夠爆裂強度以滿足壓力所需的內(nèi)層 22，內(nèi)層22還必須對預(yù)期用于系統(tǒng)的涂敷材料、沖洗介質(zhì)等具有足夠的耐化 學(xué)性。用于內(nèi)層22的典型材料有聚四氟乙烯(PTFE)。編織狀合成纖維層24 位于該內(nèi)層22上方以提供額外的強度和抵抗由于內(nèi)部壓力造成的蠕變。用于 編織狀合成纖維層24的典型材料包括聚酰胺，例如，尼龍6, 6或尼龍6;聚 芳族酰胺，例如，凱夫拉爾(Kevlar)或諾梅克斯(Nomex);和聚酯纖維， 例如，聚對苯二曱酸乙二酯(PET)或聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)。最后， 一外 層26用于提供額外的強度、對編織狀合成纖維層24的保護以及耐磨性。用于 外層26的典型材料例如包括尼龍11和聚亞安酯。
在一個應(yīng)用中，如圖1所示類型的軟管和靜電輔助的水基噴涂材料分配系 統(tǒng)30—起使用。系統(tǒng)30被設(shè)計成適應(yīng)高達193巴(2， 8001b7in.2或大約146, 680mmHg或大約19556kPa)的噴涂材料的壓力。在這個靜電系統(tǒng)30中，靜 電電源32通過噴涂材料中的水與分配設(shè)備34相連。維持50千伏的電壓穿過 靜電電源32的輸出端，以及穿過噴涂材料容器36和連接到靜電電源32各個 輸出端的地線。為了提供若干誤差界限，為這個應(yīng)用選擇的軟管20具有225 巴(3， 5351b./in.2或大約171, OOOmmHg或大約22798kPa)的壓力等級。接 地套管38位于高壓軟管20上，金屬配件40旋鍛于軟管20的端部42、 44， 以使軟管20系縛在容器36和分配設(shè)備34上。接地套管38由充滿尼龍的金屬 織網(wǎng)構(gòu)成。
雖然軟管20設(shè)定225巴的壓力級，但在以100巴壓力和50kV的電源32 電壓測試時在大約一天的時間內(nèi)失效。對軟管20的檢查揭示了由通過內(nèi)層22 的水的增強擴散導(dǎo)致的壓力和電壓的組合。這導(dǎo)致了絕緣擊穿(電弧)，并且，一旦電流開始流動，這些電流形成小孔(s)以在內(nèi)層22中使電源32短路。 而軟管20的失效是不可預(yù)料的。軟管20設(shè)定250巴(3, 626psi)的額定壓 力，且具有1, 000巴(M， 5(Mpsi)的爆裂壓力。軟管20還應(yīng)該能夠承秉測試 電壓，例如應(yīng)該已經(jīng)承受55.7kV的電壓。但暴露于50kV的電壓和僅僅105 巴(l, 500psi)的壓力時在不到一天的時間內(nèi)失效。該故障類型是導(dǎo)致電弧的軟 管的非傳導(dǎo)性擊穿，這在軟管里產(chǎn)生了小孔(s)。
一種改良的軟管120是通過在內(nèi)層22和接地套管38之間添加附加層52 構(gòu)造的。層52松配合在壓力管上使壓力影響減小到最小并容許通過層22擴散 的任何濕氣排出。.由于絕緣層52不直接暴露于噴涂材料或噴涂材料的壓力中， 任何合適的非電絕緣材料，例如，尼龍、各種彈性體、PVC等等都可應(yīng)用。 此外，對于溶劑基系統(tǒng)(solvent based system),可能的是耐化學(xué)性是影響通過內(nèi) 層22擴散以及噴涂材料和/或溶劑溢出到層52上的因素。然而，即使將其考 慮進去，在選擇層52材料方面，層52的材料兼容性是小的多的因素。層52 可以被擠出凹槽或背脊以容許軟管20更容易的裝配到層52中，并且有助于插 入層22的彈性的稍微損失。為了使對彈性的影響降到最低，層52應(yīng)具有較低 的抗彎強度，以及在插入軟管20和層52之間保持些許松動。然后將接地套管 38放在層52上。接地套管38可以是與軟管20 —起使用的半導(dǎo)電的編織接地 套管38相同的類型，或者接地套管38可以是導(dǎo)電的金屬編織物，或者接地套 管38可以是與層52共同擠出的導(dǎo)體或半導(dǎo)電層。對于軟管120，層52與噴 涂材料壓力內(nèi)層22分離。即使水經(jīng)由電場和壓力的影響而穿過層22的側(cè)壁， 層52所增加的絕緣，通過不容許電流流動，而減小形成如現(xiàn)有的軟管20中所 見的小孔的可能性。更進一步地，層52所增加的厚度將降低電場梯度，因此， 將減'J、電場對通過層22擴散的影響。
軟管120的結(jié)構(gòu)更進一步的圖示在附圖2-4中。軟管120的層20、 52、 38 圖示在附圖2中。兩個外層52、 38為新發(fā)明的非承壓絕緣層52和接地層38。 這兩個層52、 38可通過共同擠壓結(jié)合在一個結(jié)構(gòu)中，或者它們是兩個截然不 同的層。軟管120的全部結(jié)構(gòu)圖示在附圖3-5中。附圖3圖示了一個實施例， 在該實施例中，軟管120包括終結(jié)在一起的絕緣層52和接地層38,如果是共 同擠壓的將會是外殼。參見附圖5，軟管120還可以配置有伸到接地層38外部的絕緣層52,如果絕緣層52滑過該軟管20然后接地層38滑過最終組件， 可能是外殼。附圖4a-c圖示了絕緣層52和接地層38的不同實施例的橫截面。 圖示了三種剖面。在附圖4a中圖示了標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)形剖面。在附圖4b和4c中圖 示了兩種不同的槽形剖面。這些槽形剖面可被用于幫助隔開內(nèi)部高壓軟管20 和層52、 52，、 52"，以及通過減小層52、 52，、 52"與軟管20之間的接觸來使 組裝更為容易。
測試軟管120與高壓軟管20組合，該高壓軟管20具有PTFE制成的內(nèi)層 22，該內(nèi)層具有大約6.9mm的內(nèi)徑和大約10.32mm的外徑。層26是聚亞安 酯，具有大約1.25mm的厚度和大約14mm的外徑。芳綸纖維或聚酯纖維的編 織狀覆蓋物24位于PTFE內(nèi)層22和外層26之間。絕緣層52是柔軟的PVC 管，具有大約0.75英寸(大約1.9cm)的內(nèi)徑和大約1.5英寸(大約3.8cm ) 的外徑。接地層38是非線性的軟金屬管，示意性地，編織狀304不銹鋼，具 有大約1.625英寸(大約41.3mm)的內(nèi)徑，大約0.1英寸(大約2.54mm)的 壁厚以及大約13英寸(大約33cm)的彎曲半徑。這些測試構(gòu)造圖示在附圖5 中。
測試軟管120首先充滿水并連接在小壓力容器130上，例如赫克(hoke) 容器。容器130充滿水，然后經(jīng)由絕緣軟管132連接到氮氣瓶134。然后將該 組件加壓至大約1， 500 lb./in.2(大約103巴或大約78, 280mmHg或大約10， 436kPa),再進行泄漏檢查。當(dāng)不帶電泄漏檢查超過一整天后，測試軟管120 和地線分別連接到電源32的高壓以及接地線，示意性地，該電源為Ransburg 型253-17254電源。電源32的輸出電壓設(shè)定在50kV。然后將測試軟管120保 持在大約1， 5001b./in.2(大約103巴或大約78， 280mmHg或大約10, 436kPa) 和50kV經(jīng)過235小時，直到測試沒有失效地結(jié)束。對于測試的第二部分，將 測試軟管120加壓至大約2， 800化力11.2(大約193巴或者大約146， 680mmHg 或者大約19， 556kPa)和穿過電源32的接線端施加50kV的電壓。然后將測試 軟管120保持這些參數(shù)經(jīng)過168小時直到測試沒有失效地結(jié)束。這些結(jié)果與已 知只有接地層38而沒有絕緣層52的軟管20的測試結(jié)果形成鮮明的對比。
雖然圖示在附圖1中的軟管20在分別測試時對于用于某些噴涂分配系統(tǒng) 的壓力和從內(nèi)部到地線施加的電壓來說是足夠的，壓力和電壓的結(jié)合作用導(dǎo)致溶劑的泄漏，在這種情況下，通過軟管20壁的水導(dǎo)致了電壓的短路和軟管20 的失效。通過增加外部軟管52和接地層38，通過外部軟管52施行了電隔離， 以及在軟管20中外部軟管52沒有暴露在壓力中，為目標(biāo)情況提供一種可行的 復(fù)合軟管120而未將內(nèi)部軟管20的厚度增加到使其靈活性減弱的狀態(tài)。使用 松配合的外部軟管52使內(nèi)部高壓軟管20在外部軟管52和接地層38中獨立的 移動，保持靈活性同時減少軟管20的失效。
權(quán)利要求
1、在一種組合體中，第一管道為要通過該管道輸送的材料提供第一通道，非導(dǎo)電的第二管道包括適合于較松散地容納該第一管道的第二通道，和一非電絕緣層環(huán)繞該第二管道。
2、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括第二管道周圍的軟金屬管。
3、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括第二 管道周圍的半導(dǎo)電編織物。
4、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括與第 二管道共同擠壓的非絕緣層。
5、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括與第 二管道共同擠壓的半導(dǎo)電層。
6、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述噴涂材料源包括非電 絕緣噴涂材料源。
7、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述第二通道包括第二管 道中縱向延伸的槽脊和槽，以有助于第一管道插入第二管道。
8、 如權(quán)利要求1所述的組合體，其特征在于，所述第一管道包括非導(dǎo)電 材料。
9、 如權(quán)利要求1所述的組合體，進一步包括噴涂分配設(shè)備、要通過該噴 涂分配設(shè)備分配的噴涂材料源、和包括輸出端的電源，其中，穿過該輸出端電 勢得到維持，該第一管道連接在噴涂材料源和噴涂分配設(shè)備之間， 一個輸出端 連接到噴涂分配設(shè)備和噴涂材料源中的至少一個，并且噴涂材料通過第 一通道 供給，另一個輸出端與環(huán)繞第二管道的非電絕緣層相連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述第一管道適合于承受 由噴涂材料源提供的噴涂材料施加在其上的壓力。
11、 如權(quán)利要求10所述的組合體，其特征在于，所述第一管道包括非導(dǎo) 電材料。
12、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述第二通道包括第二管道中縱向延伸的槽脊和槽，以有助于第 一管道插入第二管道。
13、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述第一管道包括非導(dǎo)電材料。
14、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括第二 管道周圍的金屬軟管。
15、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括第二 管道周圍的半導(dǎo)電編織物。
16、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括與第 二管道共同擠壓的非絕緣層。
17、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述非電絕緣層包括與第 二管道共同擠壓的半導(dǎo)電層。
18、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述噴涂材料源包括非電 絕緣噴涂材料源。
19、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述第二通道包括第二管 道中縱向延伸的槽脊和槽，以有助于第一管道插入第二管道。
20、 如權(quán)利要求9所述的組合體，其特征在于，所述第一管道包括非導(dǎo)電 材料。
全文摘要
一種復(fù)合噴涂材料輸送管(120)包括第一管道(20)、第二管道(52)和非電絕緣層(38)，該第一管道為要通過管道輸送的噴涂材料提供第一通道，該第二管道包括松散地容納第一管道的第二通道，該非電絕緣層環(huán)繞第二管道。
文檔編號B05B5/00GK101460255SQ200780017481
公開日2009年6月17日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者喬爾·阿爾伯特·理查德森, 加法爾·卡茲卡茲, 赫爾諾特·恩赫爾 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司