用于容器的密相粉末涂覆系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】密相粉末涂覆系統(tǒng)包括粉末供應(yīng)部、密相泵、噴槍和可用于在輸送粉末到噴槍或?qū)⒎勰┭h(huán)回到粉末供應(yīng)部之間選擇的轉(zhuǎn)換閥。轉(zhuǎn)換閥可包括兩個氣動致動的閥構(gòu)件。在一個實(shí)施方式中，粉末噴槍將粉末涂覆材料涂敷到管狀容器的內(nèi)表面。還給出噴射噴嘴的構(gòu)思，其具有帶有錐形偏轉(zhuǎn)器的噴嘴本體。噴射噴嘴提供在噴射噴嘴出口孔和偏轉(zhuǎn)器表面之間的不間斷的流動。偏轉(zhuǎn)器可與噴嘴本體整體地機(jī)加工以提供一件式噴射噴嘴。
【專利說明】用于容器的密相粉末涂覆系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及材料涂敷系統(tǒng)，例如但不限于粉末涂覆材料涂敷系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及將粉末涂覆材料涂敷到例如管狀容器的表面，諸如罐子的表面。
【背景技術(shù)】
[0002]材料涂敷系統(tǒng)用于將一種或多種材料以一層或多層涂敷到物體。通常示例是粉末涂覆系統(tǒng)，以及其它顆粒材料涂敷系統(tǒng)，比如在食品加工和化學(xué)工業(yè)中使用的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)僅是用于將顆粒材料涂敷到物體且可使用本發(fā)明的很多種系統(tǒng)中的幾個示例。
[0003]已知的用于粉末涂覆材料的供應(yīng)系統(tǒng)通常涉及保持新的或“未經(jīng)使用的”粉末的新鮮供應(yīng)的容器，比如盒子或料斗。該粉末通常在料斗內(nèi)流化，意味著空氣被泵送到粉末中以產(chǎn)生幾乎液體狀的粉末床。流化的粉末通常為粉末空氣比的富混合物。通常，回收的粉末噴濺物經(jīng)由篩子布置返回到供應(yīng)部?？梢允褂梦那鹄锉脤⒎勰┩ㄟ^抽吸管路或管從料斗抽到供給軟管，并隨后在正壓下通過軟管將粉末推到噴槍。
[0004]存在兩種通常已知類型的干顆粒材料傳送過程，本文稱為稀相和密相。稀相系統(tǒng)利用大量空氣來將材料從供應(yīng)部通過一個或多個軟管推到噴涂涂敷器。在粉末涂覆系統(tǒng)中使用的一種常見的泵設(shè)計(jì)是將大量空氣以較高速度引入到粉末流中的文丘里泵。為了實(shí)現(xiàn)足夠的粉末流速(例如磅/分鐘或磅/小時)，構(gòu)成流路的部件必須足夠大以容納具有這種高的空氣材料比的流(換句話說，貧乏流)，否則可能出現(xiàn)明顯的背壓及其它有害作用。
[0005]另一方面，密相系統(tǒng)的特征在于高的材料空氣比(換句話說，富流)。密相泵在2004年7月16日遞交的題為“用于傳送粉末材料的工藝和設(shè)備(PROCESS AND EQUIPMENT FORTHE CONVEYANCE OF POWDERED MATERIAL)” 的待審美國專利申請 10/501，693 中描述，該專利申請的整個公開內(nèi)容通過引用完全并入本文，且由本發(fā)明的受讓人擁有。該泵總體上的特征在于部分地由氣體可滲透構(gòu)件限定的泵室。作為一個示例，諸如粉末涂覆材料的材料在一端通過重力和/或負(fù)壓被抽吸到室內(nèi)，并通過正的空氣壓力穿過相反端被推出室。該泵設(shè)計(jì)對于傳送材料是非常有效的，部分地由于形成泵室的部分的氣體可滲透構(gòu)件的新穎布置。
[0006]密相粉末涂覆系統(tǒng)的一個示例也在2005年6月16日公布的美國專利申請公布2005/0126476A1中描述，該專利申請的整個公開內(nèi)容通過引用并入本文。該公開內(nèi)容描述了密相泵以及包含噴槍、回收系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的其它系統(tǒng)部件，其中的所有可以但不必在本文的示例性實(shí)施方式中使用。
[0007]許多已知的材料涂敷系統(tǒng)采用顆粒材料的靜電充電以改進(jìn)傳送效率。通常與粉末涂覆材料一起使用的靜電充電的一種形式是涉及產(chǎn)生粉末從中穿過的離子化電場的電暈充電。靜電場通過與安裝在靜電噴槍中的充電電極相連的高壓源產(chǎn)生。通常，這些電極直接地布置在粉末路徑內(nèi)、噴槍噴嘴內(nèi)或者噴槍噴嘴的出口孔附近。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]在本文描述的本發(fā)明的一個或多個的示例性實(shí)施方式中，粉末涂覆系統(tǒng)可包括具有噴射噴嘴的粉末噴槍、密相泵、粉末涂覆材料的供應(yīng)部和轉(zhuǎn)換閥。一個實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)換閥提供能夠中斷到噴槍的粉末流的裝置。在另一實(shí)施方式中，被轉(zhuǎn)換離開噴槍的粉末可在閉合循環(huán)回路中流回到供應(yīng)部。
[0009]在本文描述的本發(fā)明的一個或多個的另外示例性實(shí)施方式中，提供了具有第一和第二可選擇的閥出口的轉(zhuǎn)換閥。
[0010]在本文描述的本發(fā)明的一個或多個的另外示例性實(shí)施方式中，提供了用于可以例如噴涂管狀容器的粉末涂覆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換閥。
[0011]在本文描述的本發(fā)明的一個或多個的另外示例性實(shí)施方式中，提供了產(chǎn)生錐形噴涂模式的噴射噴嘴。
[0012]在該公開中還給出了示例性方法，包括但不限于用于噴涂管狀容器的方法，這種方法的一個示例在所描述設(shè)備的使用中體現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明的這些及其它方面和優(yōu)點(diǎn)將從鑒于附圖的優(yōu)選實(shí)施方式的以下描述而對本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是利用一個或多個本發(fā)明的粉末涂覆材料涂敷系統(tǒng)的實(shí)施方式的簡化示意圖；
[0015]圖1A是可用于本發(fā)明的密相粉末泵的實(shí)施方式的簡化示意圖；
[0016]圖2是噴槍和轉(zhuǎn)換閥的示例性實(shí)施方式的透視圖；
[0017]圖3是圖2實(shí)施方式的縱截面；
[0018]圖4是圖2中的轉(zhuǎn)換閥的透視圖；
[0019]圖5是圖4實(shí)施方式的分解透視圖；
[0020]圖6是沿圖4的線6-6截取的轉(zhuǎn)換閥的截面圖；
[0021]圖7在放松或未加壓條件下示出的在轉(zhuǎn)換閥中使用的控制機(jī)構(gòu)之一的實(shí)施方式的截面放大；
[0022]圖8是在加壓或膨脹條件下圖7的實(shí)施方式；
[0023]圖9是顯示了螺線管致動的滑閥組件的圖4轉(zhuǎn)換閥的側(cè)視圖；
[0024]圖10是圖2的噴槍使用的噴射噴嘴實(shí)施方式的透視圖；
[0025]圖11是圖10的噴射噴嘴的部分縱截面透視圖；
[0026]圖12是圖10的噴射噴嘴的縱截面；以及
[0027]圖13是連接到噴槍桿的端部并包括電極保持器機(jī)構(gòu)的圖10的噴射噴嘴的縱截面。
【具體實(shí)施方式】
[0028]盡管在密相粉末涂覆系統(tǒng)的背景下在此給出各種實(shí)施方式，但是此處描述的某些方面和發(fā)明將在密相應(yīng)用之外找到應(yīng)用。例如，本文給出的轉(zhuǎn)換閥的構(gòu)思可用在稀相系統(tǒng)以及甚至不是粉末涂覆系統(tǒng)的系統(tǒng)中。本文描述的轉(zhuǎn)換閥的實(shí)施方式本質(zhì)上也是示例性的，存在實(shí)現(xiàn)本文描述的期望功能性的許多不同方式。而且盡管示出密相泵設(shè)計(jì)和其它系統(tǒng)部件的具體示例，但是本文的發(fā)明可用于許多種不同類型的密相泵、噴槍、料斗和供應(yīng)部、回收系統(tǒng)、噴射噴嘴等等。而且，盡管本文的示例性實(shí)施方式公開了電暈型靜電涂覆工藝，但是此處本發(fā)明也可用于非靜電涂覆工藝以及摩擦充電涂覆工藝。此外，盡管在將粉末涂覆材料涂敷到罐子或管狀容器的內(nèi)表面的背景下給出示例性實(shí)施方式，但是本發(fā)明可用于涂覆工件的任何表面，內(nèi)表面或外表面，以及用于通常不是筒狀本體、罐子或管狀容器的工件。
[0029]盡管此處特別參考本發(fā)明的設(shè)備和方法的各種具體形式和功能描述和示出了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，這種圖示和解釋預(yù)期在本質(zhì)上是示例性的且不應(yīng)在限制意義上解釋。例如，本發(fā)明可用在將粉末涂覆材料涂敷到工件表面的任何材料涂敷系統(tǒng)中。所述表面不必為罐子表面，并且不必為內(nèi)表面，而是可包括外表面、大體平面的、曲線的和其它的表面幾何形狀、端面等等。
[0030]“密相”指在顆粒流中存在的空氣與在諸如供給料斗的供應(yīng)部處流化材料所使用的空氣量幾乎相同。如此處使用的，“密相”和“高密度”用于傳達(dá)氣動傳輸系統(tǒng)中的材料流的低空氣體積模式的同一思想，在該模式中，并非所有材料顆粒被在懸浮中攜帶。在這種密相系統(tǒng)中，材料被明顯較少的空氣體積沿流動通路推動，其中材料更多地以相互推動的塞子的特性沿通路流動，有點(diǎn)類似于作為活塞推將塞子動穿過通路。由于較小橫截面的通路，該運(yùn)動可在較低壓力下實(shí)現(xiàn)。
[0031 ] 相比之下，稀相流動系統(tǒng)為氣動傳輸系統(tǒng)中的材料流動的一種模式，在該模式中，所有顆粒都在懸浮中攜帶。常規(guī)的稀相流動系統(tǒng)將大量空氣引入流動流中以便從供應(yīng)部泵送材料，并將材料在正壓下推動到噴射涂敷裝置。例如，最常見的粉末涂覆噴射系統(tǒng)采用文丘里泵來將流化粉末從供應(yīng)部吸入泵。文丘里泵通過設(shè)計(jì)將大量空氣加入到粉末流。通常，流動空氣和霧化空氣被加入到粉末，以在正壓下推動粉末穿過供給軟管和涂敷器裝置。因此，在常規(guī)的粉末涂覆噴射系統(tǒng)中，粉末夾帶在高速高體積的空氣中，因此需要大直徑的粉末通路以便達(dá)到可利用的粉末流速。
[0032]與具有約3至約6cfm的空氣體積流速的常規(guī)稀相系統(tǒng)(比如，具有文丘里泵布置，例如)相比，本發(fā)明在用于密相系統(tǒng)中時例如可在約0.8至約1.1cfm下操作。因而，噴槍粉末入口的粉末輸送速率可在每分鐘約150至約300g的數(shù)量級。這些范圍作為用于比較和對比密相和稀相系統(tǒng)的示例給出，且不對本文公開的本發(fā)明的使用形成任何限制。
[0033]密相與稀相流也可被認(rèn)為是材料在空氣流中的富濃度與貧乏濃度，從而材料-空氣比在密相系統(tǒng)中更高。換句話說，與稀相流相比，在密相系統(tǒng)中，每單位時間相同量的材料經(jīng)過較少面積的(例如管的)截面。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，粉末供給管的橫截面積約為常規(guī)文丘里型系統(tǒng)的供給管的面積的四分之一。由此對于每單位時間的可比的材料流量，與常規(guī)稀相系統(tǒng)相比，該材料在空氣流中更致密約4倍。
[0034]盡管本文描述的實(shí)施方式在用于粉末涂覆材料涂敷系統(tǒng)的密相輸送系統(tǒng)的背景下給出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可用于許多不同的干顆粒材料涂敷系統(tǒng)，包括但不以任何方式局限于:輪胎上的滑石、比如用于尿布的超吸收劑、與食品相關(guān)的材料比如面粉、糖、鹽等等、干燥劑、脫模劑和藥物。這些示例預(yù)期示出但不限于本發(fā)明的用于向物體進(jìn)行顆粒材料的密相涂敷的寬廣應(yīng)用。所選的材料涂敷系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)和操作不對本發(fā)明提供限制，除非和除了本文另外明確提到之外。[0035]盡管本發(fā)明的各種發(fā)明方面、概念和特征可在本文在示例性實(shí)施方式中以組合方式實(shí)現(xiàn)來描述和示出，但是在許多可替代實(shí)施方式中，可單獨(dú)地或者以其各種組合和子組合來使用這些各種方面、概念和特征。除非本發(fā)明明確排除，否則所有這樣的組合和子組合預(yù)期在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，盡管關(guān)于本發(fā)明的各種方面、概念和特征的各種可替代的實(shí)施方式，比如可替代的材料、結(jié)構(gòu)、配置、方法、電路、裝置和部件、軟件、硬件、控制邏輯、關(guān)于形式、配合和功能的替代等等，可在本文進(jìn)行描述，但是這種描述預(yù)期不是可利用的替代實(shí)施方式的完全或詳盡列舉，不管是目前已知的或以后開發(fā)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易將本發(fā)明方面、概念或特征中的一個或多個應(yīng)用到另外的實(shí)施方式中并在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用，即使這些實(shí)施方式在本文沒有明確公開。另外，即使本發(fā)明的某些特征、概念或方面可在本文作為優(yōu)選布置或方法進(jìn)行描述，但是這種描述預(yù)期沒有表明這種特征是需要的或必須的，除非明確如此陳述。此外，示例性或代表性的值和范圍可被包括以輔助理解本公開，但是，這種值和范圍不應(yīng)在限制的意義上解釋且預(yù)期是關(guān)鍵值或范圍，只要如此明確陳述。而且，盡管各種方面、特征和概念可在本文被明確識別為是獨(dú)創(chuàng)的或形成本發(fā)明的一部分，但是預(yù)期這些識別是不排他的，而是可為在本文充分描述的發(fā)明方面、概念和特征，而沒有被明確識別為這樣或具體發(fā)明的一部分，本發(fā)明更確切地在所附權(quán)利要求中闡述。示例性方法或工藝的描述不限于包括在所有情形中需要的所有步驟，也不是給出步驟以根據(jù)需要或必須解釋，除非明確如此陳述。
[0036]參考圖1，以數(shù)字10總體上指示示例性的粉末涂覆系統(tǒng)。系統(tǒng)10的設(shè)計(jì)就使用在當(dāng)今使用的粉末涂覆系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的基本功能性而言可為常規(guī)的，或者可包括較少的功能性或更多的功能性，這取決于所設(shè)計(jì)的具體系統(tǒng)10。系統(tǒng)10的總的操作和設(shè)計(jì)基于被噴射的產(chǎn)品類型、運(yùn)行速度、涂覆材料類型等是任選的。但是總體上，典型的粉末涂覆系統(tǒng)10將包括涂覆管路或機(jī)器12，涂覆管路或機(jī)器12還可以包括噴濺物收集系統(tǒng)14，例如，由虛線框表示的任選的噴射房14，以及噴濺物收集布置16，比如使用抽吸將粉末噴濺物吸到回收管道或管18或其它傳輸裝置內(nèi)的護(hù)罩或其它結(jié)構(gòu)。
[0037]一個或多個噴槍20用于將粉末涂覆材料M噴涂到工件W的表面S上。典型地，工件通過輸送機(jī)或其它推進(jìn)器系統(tǒng)C提供到噴槍20。舉例來說，系統(tǒng)C可包括部分地用于將工件加載到可旋轉(zhuǎn)輪(一次或許8個或10個)的輸送機(jī)類型的裝置。容器可例如通過真空吸盤保持且被旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行涂覆操作。隨著輪旋轉(zhuǎn)，噴槍進(jìn)出每一個容器以進(jìn)行涂覆操作?？梢允褂迷S多其它方式來輸送容器并將容器提供到噴槍以進(jìn)行涂覆。每一個噴槍，更特別地，噴射噴嘴(200)和噴槍本體的向前部分，比如延伸部(60)的向前部分典型地被平移或前進(jìn)到容器的內(nèi)部容積內(nèi)，以進(jìn)行噴涂操作。噴射可在噴射噴嘴移動到容器內(nèi)、從容器撤出或兩者的同時發(fā)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉將罐子、容器和其它工件提供到噴槍以進(jìn)行涂覆操作的許多不同方式，并且任何數(shù)量的這些技術(shù)可用于本發(fā)明。在本公開中，示例性的工件可為例如筒狀罐子，并且更具體地，為可以任選地在一端以容器端部E封閉的管狀容器。端部E可與容器本體、諸如與單體式罐子整體地形成，或者容器可為兩件式或三件式容器，具有與之焊接或以其它方式與之相連的端部，如本領(lǐng)域眾所周知的。在粉末涂覆系統(tǒng)中，當(dāng)具體地在靜電涂敷工藝中使用可燃涂層時，通常設(shè)有火災(zāi)探測系統(tǒng)。
[0038]例如噴霧罐的管狀容器的特征在于相當(dāng)小的直徑，例如在約I英寸至3英寸的范圍內(nèi)的直徑，但是長度在約4英寸至12英寸的范圍內(nèi)。然而，這些尺寸示例并不旨在對本文公開的本發(fā)明的使用進(jìn)行任何限制。這些窄長的本體難以均勻地涂覆內(nèi)表面，特別是利用文丘里型噴射系統(tǒng)。這是因?yàn)楦咚俣确勰┖涂諝怏w積產(chǎn)生相當(dāng)大的回吹。文丘里系統(tǒng)也難以快速地開啟和關(guān)閉。因此，可能存在相當(dāng)多的噴濺物而且還有低的傳送效率。
[0039]示例性實(shí)施方式中的系統(tǒng)10優(yōu)選地但不必為密相系統(tǒng)。密相系統(tǒng)以較低的粉末速度和較少的空氣體積為特征。因此，通過使用密相輸送，能夠改進(jìn)傳送效率。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用密相輸送，能夠提供快速操作以打開和關(guān)閉通往噴槍的粉末流而不必中斷粉末泵的操作的切換功能。較快的切換時間允許較少的噴濺物和較高的生產(chǎn)量。相比之下，文丘里型稀相系統(tǒng)由于高的粉末速度和高的空氣體積而是難以切換的?；谖那鹄锏南到y(tǒng)典型地利用真空源來中斷噴槍噴嘴的粉末流動，但是由于空氣的量和速度大，響應(yīng)時間往往是慢的。因此,文丘里泵典型地必須靠近噴槍,例如約4至6英尺遠(yuǎn)?；谖那鹄锏南到y(tǒng)的其它缺陷還在于，由于文丘里泵通過使用高速空氣來操作以從料斗抽吸粉末，需要在供應(yīng)料斗和泵之間的軟管延伸較短。這些系統(tǒng)因此以需要使用比在供給中心后面的主供給料斗更靠近噴槍定位的附屬料斗為特征。
[0040]另一方面，密相泵可靠近供給中心定位，但是可在長的軟管延伸長度上將密相粉末精確地泵送到噴槍，例如，六英尺。這可具有例如方便設(shè)備布局的益處，在該布局中，供給中心能夠相對于罐子涂覆管路方便地定位。
[0041]在粉末涂覆材料涂敷工業(yè)中，常見的是將粉末涂敷器稱作粉末噴槍，且關(guān)于本文的示例性實(shí)施方式，將可互換地使用術(shù)語涂敷器和槍。然而，預(yù)期本發(fā)明可適用于除粉末噴槍之外的材料涂覆裝置，且因此可使用更概括的術(shù)語涂敷器來傳達(dá)本發(fā)明在除粉末涂覆材料涂敷系統(tǒng)之外的許多材料涂敷系統(tǒng)中使用的思想。本發(fā)明的某些方面可適用于靜電噴槍以及非靜電噴槍。本發(fā)明也不受與詞語“噴射”相關(guān)的功能性限制。盡管本發(fā)明尤其適合于粉末噴射應(yīng)用，但是本文公開的泵構(gòu)思和方法可用于僅噴射之外的其它材料涂敷技術(shù)，不管這種技術(shù)被稱為分配、排出、涂敷或可用于描述具體類型的材料涂敷裝置的其它術(shù)語。
[0042]舉例來說，本文公開的轉(zhuǎn)換閥構(gòu)思將允許將轉(zhuǎn)換閥本身用作分配設(shè)備。例如，轉(zhuǎn)換閥的輸出可用作注料量表(shot meter)或涂敷器，或者可以可替代地用于在涂敷工藝期間分配較大的量。
[0043]噴槍20將通過相關(guān)聯(lián)的噴槍粉末供給或供應(yīng)軟管24從供給中心22接收粉末。術(shù)語“供給中心”在此用于指適合用于本發(fā)明的任何顆粒材料源，如眾所周知或以后開發(fā)的顆粒材料源。供給中心22可包括供應(yīng)料斗25，該供應(yīng)料斗25可用作粉末涂覆材料的主要源，其中粉末在被泵送到噴槍20之前被流化。粉末涂覆材料M可為未經(jīng)使用的粉末，指之前沒有噴射，或者可為被回收的回收粉末噴濺物。未經(jīng)使用的粉末可被從袋子手動地或使用傳送泵25a自動地加入到供應(yīng)料斗，以將粉末從批量供應(yīng)部25b，比如新粉末箱，傳送到供應(yīng)料斗25。
[0044]在該示例中，噴槍20可為自動噴槍，指槍被電氣地或氣動地打開和關(guān)閉以進(jìn)行涂覆操作，與手動地觸發(fā)有區(qū)別。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，本公開的某些獨(dú)特方面，例如，噴射噴嘴，可以與手動噴槍一起使用。
[0045]自動槍20通常安裝在為涂覆管路12的一部分的支撐件上。槍支撐件(未顯示)可為簡單的固定結(jié)構(gòu)，或者可為可移動結(jié)構(gòu)，比如能夠在噴射操作期間使槍上下移動的振蕩器，或者可將槍移動到收集護(hù)罩16內(nèi)以及移出護(hù)罩16以將噴射噴嘴平移到容器內(nèi)部以及移出容器內(nèi)部的槍推進(jìn)器或往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)，或者其組合。工件也可在涂覆操作期間被旋轉(zhuǎn)。
[0046]護(hù)罩16設(shè)計(jì)成容納粉末噴濺物，通常由容納或夾雜空氣流來容納。經(jīng)由護(hù)罩16吸入的該空氣流可通過粉末噴濺物收回或回收系統(tǒng)26實(shí)現(xiàn)?；厥障到y(tǒng)26從護(hù)罩16吸引具有夾帶粉末噴濺物的空氣，諸如，例如過管道18。示例性回收系統(tǒng)26包括將夾帶在容納空氣中的大部分粉末噴濺物從護(hù)罩26移除的旋風(fēng)分離器28。在某些系統(tǒng)中，粉末噴濺物經(jīng)由返回管路32從旋風(fēng)出口 30返回到供給中心22。傳送泵34可用于在需要時將旋風(fēng)出口拉動回收的粉末。在該示例中，傳送泵34將回收的粉末噴濺物泵送到任選的篩子36，該篩子36隨后將回收的粉末返回到供應(yīng)料斗25。在其它系統(tǒng)中，粉末噴濺物可被傾倒或以其它方式回收到分離的接收器或料斗。篩子36通常也用于從批量供應(yīng)部25b篩選未經(jīng)使用的粉末。
[0047]為每一個噴槍20設(shè)置了密相泵38。泵的設(shè)計(jì)和操作可為上述應(yīng)用中描述的或者可從本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的不同的可利用的高密度泵設(shè)計(jì)中選擇。密相對用于涂覆上面提到的管狀容器的涂覆管路是優(yōu)選的。每一個泵38經(jīng)由泵粉末入口軟管39從供應(yīng)料斗25吸取粉末。
[0048]參考圖1A，其中示意性地示出了諸如可用于本發(fā)明的密相泵的一個示例。每一個泵可包括一個或多個氣體多孔中空缸體40，每一個缸體40用作在壓力室42中圍起的泵室40a。正壓P+和負(fù)壓或抽吸P-通過各自的控制閥44和46交替地施加到壓力室42。粉末入口閥48在抽吸時間期間被打開，以使來自供應(yīng)料斗25的粉末經(jīng)由泵入口軟管39被吸入泵室40a內(nèi)，此后入口閥48關(guān)閉，出口閥50打開，且加壓氣體比如空氣被施加到壓力室42并將粉末從泵室40a推出到噴槍供應(yīng)軟管24。可從上述公布及其它資料中獲得關(guān)于合適的高密度泵設(shè)計(jì)和操作的更完整描述，但是剛描述的對泵室交替抽吸和加壓以利用非常低量地加入的空氣來泵送粉末的基本操作對大多數(shù)高密度泵是常見的。
[0049]控制系統(tǒng)(未顯示)通常與涂覆系統(tǒng)10 —起使用且可為常規(guī)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，比如基于可編程處理器的系統(tǒng)或其它合適的控制電路。眾所周知的控制系統(tǒng)執(zhí)行各種控制功能和算法，通常通過使用可編程邏輯和程序例程，其在圖1中總體表示為包括但不必限于供給中心22控制(例如，涉及料斗和篩子的控制以及泵操作控制，比如對于閥44、46、48和50)、噴槍20操作控制、槍位置控制(比如，例如在使用時用于往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)/槍推進(jìn)器的控制功能)、粉末回收系統(tǒng)26控制(例如，用于旋風(fēng)分離器、過濾器后鼓風(fēng)機(jī)等等的控制功能)、輸送機(jī)C控制和材料涂敷參數(shù)控制(比如，例如粉末流速、涂敷的膜厚度、靜電或非靜電涂敷等)。可以利用常規(guī)控制系統(tǒng)理論、設(shè)計(jì)和編程。舉例來說，可利用網(wǎng)關(guān)控制系統(tǒng)來執(zhí)行噴槍、轉(zhuǎn)換閥和泵控制，該網(wǎng)關(guān)控制系統(tǒng)與用于例如比如圖1中的總涂覆系統(tǒng)的基于PLC的控制系統(tǒng)對接。用以與PLC型系統(tǒng)對接的合適的網(wǎng)關(guān)控制的示例例如是從俄亥俄的韋斯特萊克的Nordson Corporation購得的模型iControl?系統(tǒng)。但是這僅是可用于執(zhí)行本發(fā)明的許多商業(yè)可用的控制系統(tǒng)的一個示例，且控制系統(tǒng)可為對具體應(yīng)用新設(shè)計(jì)的。
[0050]參考圖2，示出根據(jù)本發(fā)明的自動噴槍20和轉(zhuǎn)換閥100的示例性實(shí)施方式。同一實(shí)施方式在圖3的縱截面中示出。
[0051]噴射涂敷器20包括封閉涂敷器部件的大部分的主殼體52。殼體52具有粉末入口端54和敞開出口端56。粉末管58基本上延伸穿過殼體52。粉末管58形成從其入口端54到幾乎出口端56的直的且未中斷的粉末路徑。粉末管58優(yōu)選地為單件管道件，以使會捕獲粉末的接頭最小化。這使得易于從內(nèi)部清潔和凈化涂敷器20。桿或延伸部60連接到主殼體的出口端56。桿60可具有取決于總的涂覆系統(tǒng)的可選擇的長度，包括工件W的幾何結(jié)構(gòu)和護(hù)罩16的外側(cè)到工件之間的距離。以這種方式，主殼體52和轉(zhuǎn)換閥100不需要暴露于大量粉末噴派物。與可為約14英寸的主殼體52相比，典型的桿60長度可為約10、12或14英寸。但是對于具體噴射機(jī)器，根據(jù)影響決定桿60延伸多長的罐子深度、護(hù)罩尺寸和其它因素，也可以使用較長的桿60長度。因此在設(shè)計(jì)涂覆系統(tǒng)10時,桿60與主殼體52相比通常為細(xì)長的且允許較大的柔韌性。桿60例如可通過推入配合或摩擦配合連接而連接到主殼體52。
[0052]安裝布置62位于主殼體52的后端，其可用于將噴槍20支撐在框架、槍推進(jìn)器或本領(lǐng)域熟知的其它合適結(jié)構(gòu)的支撐桿62a上。在該示例中，安裝布置62可實(shí)現(xiàn)為能夠利用手動調(diào)節(jié)旋鈕64緊固和放松的夾具。安裝布置62還可包括與噴槍20的后端相連的托架66。轉(zhuǎn)換閥支撐臂或凸緣68延伸或附接到托架66以支撐轉(zhuǎn)換閥100。
[0053]粉末管58的粉末入口端部還用作噴槍20的粉末入口并且包括入口端管連接器70，該入口端管連接器70接收并保持轉(zhuǎn)換閥連接器72的具有管狀端部72a的一端。諸如O型環(huán)的密封件74，例如，可以用于提供在連接器管狀端部72a和粉末管連接器端部70之間的流體緊密連接。管連接器70可包括保持機(jī)構(gòu)76，以有助于將管狀端部72a夾緊和保持在管連接器70內(nèi)。保持機(jī)構(gòu)76可通過將管狀端部72a推入管連接器70內(nèi)且還有釋放構(gòu)件78內(nèi)而被推壓致動，釋放構(gòu)件78可被推致動以釋放保持機(jī)構(gòu)使得管狀延伸部可易于從管連接器70退回。例如，這將允許易于將轉(zhuǎn)換閥100從噴槍20的后端移除。
[0054]以這種方式，轉(zhuǎn)換閥100具有進(jìn)入噴槍20的后端或粉末入口端54內(nèi)的流體緊密和直接流體流路。
[0055]主殼體52可支撐接收來自輸入電連接器82的低壓電輸入的內(nèi)部電壓倍增器80。電壓倍增器80用于在噴槍的噴嘴端處對電極尖端84提供高電壓以離子化在粉末噴射模式區(qū)域中的空氣，以便對粉末顆粒進(jìn)行靜電充電，如在電暈充電領(lǐng)域中眾所周知的。例如，電極尖端84通過任何合適的布置比如高壓電纜或電極86電連接到倍增器80的高壓輸出端。電極86可通過任何合適的裝置比如多腳架88支撐在桿60內(nèi)，如本領(lǐng)域眾所周知的。
[0056]桿60包括支撐電極布置并允許粉末從粉末管出口端58a的出口端流動到噴射噴嘴200的中空殼體90。噴射噴嘴200可螺紋地壓配合或以其它方式附接到桿60的遠(yuǎn)端。噴射噴嘴將在下面在本文中進(jìn)一步描述，但是包括用于產(chǎn)生錐形粉末噴射模式的整體式錐形偏轉(zhuǎn)器202。噴射噴嘴200支撐電極尖端84。
[0057]作為對轉(zhuǎn)換閥100的介紹，且參考圖1和圖3，轉(zhuǎn)換閥構(gòu)思在功能上提供了轉(zhuǎn)換閥粉末入口 102、第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥粉末出口 104和第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥粉末出口 106?！翱蛇x擇的”指被泵送到轉(zhuǎn)換閥100的粉末涂覆材料科可以選擇性地被發(fā)送到噴槍粉末入口或繞過噴槍而返回到供給中心22。選擇可以根據(jù)需要在控制系統(tǒng)的控制下手動地或自動地執(zhí)行。因此，轉(zhuǎn)換閥100提供與噴槍粉末入口流體連通的第一可選擇的粉末流路108，以及向后與粉末中心22流體連通的第二可選擇的粉末流路110。當(dāng)轉(zhuǎn)換閥100被操作以將粉末涂覆材料向后連通到粉末中心22時，優(yōu)選地，到噴槍的第一可選擇的粉末流路108被阻擋或阻礙，且當(dāng)轉(zhuǎn)換閥100被操作以將粉末涂覆材料連通到噴槍時，優(yōu)選地，到供給中心22的第二可選擇的粉末流路110被阻擋或阻礙。[0058]在第一操作模式中，轉(zhuǎn)換閥100簡單地提供從粉末入口 102至通往相關(guān)的噴槍20的第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥粉末出口 104的第一粉末路徑108。在第二操作模式中，轉(zhuǎn)換閥100阻止粉末流動到噴槍，并將粉末流轉(zhuǎn)換到從粉末入口 102至通往供給中心22的第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥粉末出口 106的第二粉末流路110。如從圖1中最佳地理解的，轉(zhuǎn)換閥100的該第二操作模式因此提供了粉末涂覆材料從泵38穿過閥100并且穿過返回軟管112到供給中心22的閉合循環(huán)回路。以這種方式，當(dāng)系統(tǒng)完成工件的涂覆時，可通過將轉(zhuǎn)換閥100切換到將粉末涂覆材料循環(huán)回到供給中心22的第二操作模式來快速地中斷粉末噴射。這允許在不必關(guān)閉泵38或?yàn)楸锰峁┹o助出口(例如，通過使用真空來重定向粉末流或中斷泵操作，如使用文丘里泵時的情況)的情況下停止涂覆操作。轉(zhuǎn)換閥因此關(guān)于涂覆操作的開始和停止具有更快速的響應(yīng)時間。
[0059]如下進(jìn)一步描述的，在任意時間點(diǎn)選擇使用哪一個轉(zhuǎn)換閥粉末出口可利用第一和第二轉(zhuǎn)換器控制閥114和116來控制。
[0060]舉例來說，假定運(yùn)行速度為120個罐子/分鐘，或者0.5秒的每個罐子循環(huán)時間。噴射時間可在約100至150微秒的范圍內(nèi)，循環(huán)時間的平衡時間是停止時間。對于文丘里型系統(tǒng)，難以立即停止高速的粉末流和空氣體積，且因此存在更多噴濺物以及對于傳送到工件的粉末量的較少控制。該緩慢停止還消耗半秒循環(huán)時間的更多平衡時間。但是轉(zhuǎn)換閥100可具有約30微秒或更少的響應(yīng)時間并提供非常精確的粉末停止，如果需要，這允許更大的生產(chǎn)率，因?yàn)橄到y(tǒng)不必每個罐子使用足足半秒循環(huán)時間。更精確開和關(guān)的粉末流也提供了更好的涂覆均勻性和較少的噴濺物。
[0061]將循環(huán)回路稱為閉合的是因?yàn)椴恍枰獮榱耸狗勰┭h(huán)回到供給中心22而增加空氣或?qū)Ψ勰┝髟鰤骸Ｔ谵D(zhuǎn)換閥100的第一操作模式中將粉末輸送到轉(zhuǎn)換閥100的入口和噴槍20的入口的相同泵壓力足以在閉合粉末流路內(nèi)將粉末流返回到供給中心22。從而在轉(zhuǎn)換閥100的第二操作模式中實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的循環(huán)粉末流動。
[0062]在圖1的示例中，回到供給中心22的粉末流路包括粉末首先到達(dá)篩子36且隨后往回進(jìn)入供應(yīng)料斗25內(nèi)?？商娲兀D(zhuǎn)換的粉末流可繞過篩子并直接地返回到供應(yīng)料斗25。
[0063]參考圖4-6，示出轉(zhuǎn)換閥100的實(shí)施方式。在示例性實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換閥包括用于在穿過閥體101的兩個可用粉末流路之間選擇的兩個控制機(jī)構(gòu)114、116。轉(zhuǎn)換閥可以可替代地設(shè)計(jì)成容納多于兩個可選擇的粉末流路和輸出。轉(zhuǎn)換閥100還可設(shè)計(jì)有兩個或更多個粉末輸入。
[0064]圖4和5中的控制機(jī)構(gòu)114、116在本質(zhì)上為氣動致動的閥構(gòu)件118、120，且在該示例中可為基于螺線管致動的、氣動地驅(qū)動的滑閥組件122的控制信號而自動地致動的。示例性的螺線管和滑閥組件122為可購于SMC公司的五口 /四通閥型號，產(chǎn)品號SY3140-5M?？刂茩C(jī)構(gòu)114、116和用于控制機(jī)構(gòu)的致動器122的類型可選自本領(lǐng)域眾所周知的許多不同選擇。例如，代替滑閥122，閥構(gòu)件118、120可通過來自除滑閥之外的致動器的氣動輸入來控制且甚至可手動地致動。作為另一示例，代替氣動致動的閥構(gòu)件118、120，可通過諸如門或塞子或球或針閥的其它機(jī)械裝置來打開和關(guān)閉粉末流路108和110。由于快速的響應(yīng)時間以及另外地閥構(gòu)件118、120處于閉合位置時具有小容積的死區(qū)空間，該示例性實(shí)施方式在許多應(yīng)用中有吸引力。[0065]滑閥122安裝在帽構(gòu)件124上，帽構(gòu)件124利用螺栓126或其它合適裝置安裝在閥體101上。閥體101中機(jī)加工有兩個壓力腔128、130，每一個封閉地接收閥構(gòu)件118、120中相應(yīng)的一個。每一個閥構(gòu)件118、120可為具有壓縮在帽124和閥體101之間的密封凸緣132的單端囊狀物的形式(參見圖7)。使用這些囊狀物提供非常高的循環(huán)壽命以及快速的切換時間，因?yàn)槔缁y122可以被迅速致動。每一個閥構(gòu)件118、120還包括內(nèi)部壓力容積134，加壓空氣可通過滑閥122的操作被引入內(nèi)部壓力容器134。圖7示出閥構(gòu)件118處于未加壓或放松狀態(tài)，而圖8顯示閥構(gòu)件118處于加壓或膨脹狀態(tài)。在放松狀態(tài)，粉末入口102打開，并且第一可選擇的粉末出口 104打開。入口 102和出口 104因此流體連通，并提供通過閥體101的第一粉末流路108以允許粉末流動到噴槍入口 54。當(dāng)加壓空氣被施加到壓力容器134時，囊狀物膨脹并通過關(guān)閉粉末入口 102和第一可選擇的粉末出口 104而阻擋或阻礙粉末流路108。第二閥構(gòu)件120被以類似方式控制，因此不需要重復(fù)描述。注意，當(dāng)粉末流路108、110中任一個打開時，另一個關(guān)閉。這確保在經(jīng)由第二可選擇的粉末出口106使用循環(huán)回路時噴槍完全關(guān)閉，且確保在使用第一可選擇的粉末出口 104時所用粉末流到噴槍20。滑閥122被簡單地致動以允許加壓空氣穿過帽124中的合適空氣通道(未顯示)到達(dá)第一閥構(gòu)件118以進(jìn)行噴射或涂覆操作模式，或者到達(dá)第二閥構(gòu)件120以將粉末輸送回到供給中心22?？梢允褂寐菥€管閥136以允許對滑閥122的操作進(jìn)行電氣控制，或者可通過氣動或通過任何其它合適裝置來致動滑閥122。滑閥122可以簡單地包括在兩個位置之間滑動的卷筒，其中在第一位置，加壓空氣被輸送到第一閥構(gòu)件118，而在第二位置，力口壓空氣被輸送到第二閥構(gòu)件120。一個或多個消聲器138可以任選地用于減少在滑閥122操作期間的噪音。
[0066]為了降低總重量，轉(zhuǎn)換閥100可例如由塑料材料制成，比如模制的或機(jī)加工的Tyvar?,且囊狀物118、120可由橡膠或任何其它合適的柔性材料制成。
[0067]參考圖9，用于操作閥構(gòu)件118、120的加壓空氣經(jīng)由軟管連接器140提供到帽124內(nèi)。
[0068]再次參考圖6，在連接器口 144中設(shè)置了粉末軟管連接器142且該粉末軟管連接器142可用于將轉(zhuǎn)換閥第二可選擇的粉末出口 106連接到返回軟管112(圖1)，以使當(dāng)轉(zhuǎn)換閥100在第二操作模式(閥118關(guān)閉且閥120打開)時穿過轉(zhuǎn)換閥100的第二粉末流路110與往回到供給中心22的循環(huán)回路或返回粉末流路的部分流體連通并形成該部分。閥連接器72用于提供第一可選擇的粉末出口 104和延伸穿過主槍殼體52的粉末管58之間的流體連通(經(jīng)由上述的連接器70、74機(jī)構(gòu))。這允許當(dāng)轉(zhuǎn)換閥100在第一操作模式(閥118打開且閥120關(guān)閉)時穿過轉(zhuǎn)換閥100的第一粉末流路108與到噴槍20的粉末流路的部分流體連通并形成該部分。因此，轉(zhuǎn)換閥100形成從供應(yīng)料斗25穿過泵38、穿過轉(zhuǎn)換閥100的第一粉末流路108進(jìn)入噴槍20的粉末管58以及離開噴射噴嘴200的粉末流路部分。閥連接器72可包括螺紋端72b以將連接器72螺紋地安裝在閥體101的螺紋口中(圖6)。該螺紋連接有利于使用將在下面描述的任選霧化空氣輸入。
[0069]仍參考圖6，粉末軟管連接器146被設(shè)置成從泵38連接到供應(yīng)軟管24(圖1)。該粉末入口連接器146可安裝在形成在閥體101中的粉末入口端口 148中。
[0070]在某些應(yīng)用中，可能希望在粉末穿過噴嘴200被噴射之前將霧化空氣加入到密相粉末。在此處示出的實(shí)施方式中且參考圖7，可提供任選的空氣塞子150，其包括松弛地插入閥連接器72內(nèi)的管端152，從而形成轉(zhuǎn)換閥第一可選擇的粉末出口 104和噴槍20的粉末入口之間的粉末流路的一部分。空氣塞子150包括與通向加壓空氣入口連接器156的在閥體101中的空氣通路155流體連通的空氣凹槽154。當(dāng)經(jīng)由空氣連接器156提供霧化空氣時，空氣進(jìn)入空氣塞子管152外表面和閥連接器72的內(nèi)表面之間的間隙。該霧化空氣可因此在粉末到達(dá)噴槍粉末入口之前進(jìn)入粉末流動流。諸如O型環(huán)的密封件158可用于在執(zhí)行涂覆操作但不使用霧化空氣時防止粉末進(jìn)入霧化空氣通路并且也防止流出第一可選擇的粉末出口 104的粉末流上的背壓。霧化空氣可由當(dāng)噴槍被觸發(fā)以操作時觸發(fā)的分離的閥或其它控制裝置(未顯示)控制，然而，在某些應(yīng)用中，還期望具有獨(dú)立于控制構(gòu)件118、120的定時的霧化空氣控制，并且還期望具有可調(diào)節(jié)的空氣流以在控制在噴射噴嘴200處產(chǎn)生的粉末噴射模式時增加更大的靈活性。
[0071 ] 在另一替代中，霧化空氣可在噴槍本體內(nèi)的且甚至在噴射噴嘴附近或噴射噴嘴處的的位置輸入到粉末流路。
[0072]接下來參考圖10-13，示出噴射噴嘴200的實(shí)施方式。該噴射噴嘴非常適合于密相粉末噴射，但是也可用于稀相粉末噴射，且在任一情形中，用于靜電和非靜電涂敷工藝。示例性實(shí)施方式示出靜電形式。
[0073]參考圖10和11，噴射噴嘴200包括圓錐形偏轉(zhuǎn)器202。在此處的示例性實(shí)施方式中，偏轉(zhuǎn)器202由噴嘴本體204整體機(jī)加工成，但是這樣不是必須的?？墒褂酶浇拥絿娮毂倔w的偏轉(zhuǎn)器，例如。
[0074]偏轉(zhuǎn)器202在其提供可為截頭錐形且使離開噴嘴本體204的粉末向外膨脹成圓錐形模式的偏轉(zhuǎn)器表面206的意義上是錐形的。盡管示例性實(shí)施方式顯示截頭錐形偏轉(zhuǎn)器表面206，但是這在所有情形中可能不是必須的且偏轉(zhuǎn)器表面206可具有除截頭錐形之外的其它輪廓、形狀和幾何結(jié)構(gòu)。
[0075]噴嘴本體204可包括在與偏轉(zhuǎn)器202相反的后端處的螺紋延伸部208，該螺紋延伸部208允許噴射噴嘴200附接到桿60的外側(cè)遠(yuǎn)端。圖13示出與桿60的陰性螺紋部分210的該示例性螺紋連接，然而，可以可替代地使用推配合或其它連接類型。
[0076]噴嘴本體204包括限定內(nèi)部容積或腔214的中空第一端或孔212。在粉末入口 70處進(jìn)入噴槍20的粉末涂覆材料流過殼體52中的粉末管58、穿過桿60并進(jìn)入噴嘴本體腔214 內(nèi)。
[0077]在進(jìn)入噴嘴本體204的接近半程在孔212的向前端216處，形成有延伸到噴嘴本體204的出口端220的一系列粉末流動通路218。通路218優(yōu)選地但不必圍繞噴嘴本體204均勻地周向地間隔開，如圖10中最佳顯示的。通路218的數(shù)量及其直徑和形狀將取決于產(chǎn)生的噴射模式類型，該噴射模式類型又取決于被噴射的工件的類型。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于管狀容器和其它罐狀容器，對于密相涂敷來說較大數(shù)量的通路是優(yōu)選的，因?yàn)檫@有助于減慢粉末速度并提供更擴(kuò)散的粉末流以形成噴射模式。在該實(shí)施方式中，使用12個粉末流動通路218，但是在某些應(yīng)用中可以使用更多或更少的粉末流動通路。通常，通路218的總的橫截面積應(yīng)等于或大于通路218上游的流動通路的橫截面。這避免了如果通路218的尺寸或數(shù)量太小則可能發(fā)生的背壓。
[0078]每一個粉末流動通路218形成穿過噴嘴本體的分立流路，且每一個以角度α向外成錐形以便形成錐形噴射模式。粉末將沖擊可能以角度β形成的截頭錐形表面216。α和β的典型值可分別在約3°至約7°以及約20°至約90°的范圍內(nèi)，但是使用的實(shí)際值將取決于期望的噴射模式的性質(zhì)。
[0079]如圖11和13最佳示出的，在噴嘴本體204的中心處可形成中心孔222。該孔可用于插入支撐電極226的電極保持器224。電極226經(jīng)由高壓電纜86與電壓倍增器80(圖3)的輸出電連通。電極的遠(yuǎn)端為上述的電極尖端84 (圖3)且可延伸穿過圓錐形偏轉(zhuǎn)器202中的開口 228以便略微突出超過偏轉(zhuǎn)器的前部面230。電極尖端84延伸超出前部面230的距離將取決于噴射模式的形狀和可影響對粉末顆粒進(jìn)行靜電充電的能力的其它因素，如本領(lǐng)域已知的。
[0080]電極保持器224包括優(yōu)選地緊密配合在中心孔222中且也可以設(shè)置有諸如O型環(huán)的密封件231以防止粉末向后流入噴嘴本體204內(nèi)的向前部分224a。這也確保進(jìn)入內(nèi)部腔214的粉末經(jīng)由粉末流動通路218流出噴嘴。
[0081]進(jìn)一步提到，前部偏轉(zhuǎn)器面230也可以形成為具有并非平坦的形狀，后者也可根據(jù)需要使用。典型地，盡管其將不是凹形的，而相反地凸形的或平坦的。前部面230可以在約5°至約20°的近似范圍內(nèi)的角度Θ形成，盡管可以使用其它角度。
[0082]為了形成整體式偏轉(zhuǎn)器202，凹槽232可被銑出至露出流動通路218的深度，從而形成多個出口孔道234。銑削操作以角度β和選擇的寬度λ執(zhí)行。來自噴槍粉末管58的粉末流進(jìn)入噴嘴本體腔214，并且被分配到可圍繞噴嘴的中心線以徑向模式定向的多個粉末流路218內(nèi)。隨著粉末穿過各自的孔道234離開每一個流路218，粉末沖擊噴嘴偏轉(zhuǎn)器202的截頭錐形面206。該方向改變以機(jī)械方式將粉末形成為圓錐形扇模式，且將粉末流引導(dǎo)到工件的內(nèi)壁。與圓錐形面206的沖擊還有助于打破由各自的粉末流路218產(chǎn)生的粉末“指狀物”，從而產(chǎn)生粉末涂覆材料的更均勻分布。模式的尺寸和形狀可通過改變圓錐形面的角度α和狹槽寬度λ來改變。
[0083]當(dāng)形成凹槽232時，噴嘴本體204的端面236上也形成有徑向地間隔開的多個孔道234。因此噴嘴200由單一材料塊機(jī)加工制成，所以圓錐形偏轉(zhuǎn)器202經(jīng)由為端面236的在相應(yīng)成對的孔道234之間的部分的棱面238整體地支撐在噴嘴本體上。
[0084]應(yīng)提到，特別是從圖10，噴嘴本體204的端面236由此以何種方式與圓錐形偏轉(zhuǎn)器202的截頭錐形表面206混成一起以形成單一整體結(jié)構(gòu)。而且，在孔道234和截頭錐形表面206之間不存在結(jié)構(gòu)干涉。該圓周地敞開的凹槽232因此避免噴射模式中的任何死點(diǎn)。如提到的，噴射噴嘴不需要與圓錐形偏轉(zhuǎn)器整體形成，偏轉(zhuǎn)器可單獨(dú)地形成并附接到噴嘴本體204。此外，作為沿中心延伸的電極支撐的替代，由圖11中的虛線表示的電極孔道240可形成在噴嘴本體204中，其延伸穿過棱面238之一到達(dá)中心孔228，因而允許電極穿過噴嘴本體204延伸出到諸如圖13中所示的中心位置。這例如將避免對電極保持器224的需要，如果如此期望的話。
[0085]無論圓錐形偏轉(zhuǎn)器202與噴嘴本體204整體形成還是單獨(dú)地與其附接，將期望的是，在出口孔道234和截頭錐形表面206之間沒有阻礙材料，換句話說，凹槽232是在噴嘴本體204的端面236和圓錐形偏轉(zhuǎn)器202的截頭錐形面206之間周向地連續(xù)的且是敞開的。應(yīng)在示例性實(shí)施方式中注意到。
[0086]已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明。在閱讀和理解該說明書和附圖時將想到其它修改和改變。本發(fā)明預(yù)期包括所有這樣的修改和改變，只要它們在所附權(quán)利要求或其等 效形式的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末涂覆系統(tǒng)，包括: 粉末涂覆材料的供應(yīng)部， 粉末噴槍，所述粉末噴槍包括槍殼體和能夠安裝在粉末噴槍殼體上的噴射噴嘴， 泵，所述泵包括泵室、泵入口閥和泵出口閥，所述泵室包括內(nèi)部容積，所述泵入口閥和所述泵出口閥用以控制粉末流入和流出所述泵室，所述泵在所述泵入口閥打開且所述泵出口閥關(guān)閉時將粉末從所述供應(yīng)部抽吸到所述泵室中，并且在所述泵出口閥打開且所述泵入口閥關(guān)閉時將粉末從所述泵室推出到所述噴槍，以及 轉(zhuǎn)換閥，所述轉(zhuǎn)換閥布置在所述泵出口閥和所述噴槍的粉末入口之間，所述轉(zhuǎn)換閥包括轉(zhuǎn)換閥粉末入口、第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口和第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口，其中所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口用于接收來自所述泵出口閥的粉末涂覆材料，所述第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口到所述噴槍的粉末入口的第一粉末流路的一部分，并且所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口離開所述噴槍的粉末入口的第二粉末流路的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述第二粉末流路與粉末回收系統(tǒng)流體連通，使得當(dāng)所述第二轉(zhuǎn)換閥出口被選擇時，來自所述泵出口閥的粉末涂覆材料流過所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口并且流出所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口而到達(dá)所述粉末回收系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述粉末回收系統(tǒng)包括所述粉末涂覆材料的供應(yīng)部，使得在所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口被選擇時，所述第二粉末流路形成從所述泵到所述粉末涂覆材料的供應(yīng)部的閉合循環(huán)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，包括通向所述第一粉末流路的空氣入口，以在所述粉末涂覆材料離開所述噴射噴嘴之前向所述粉末涂覆材料添加空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述空氣入口布置在所述轉(zhuǎn)換閥中，以在粉末涂覆材料離開所述轉(zhuǎn)換閥之前向所述第二粉末流路添加空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換閥包括第一可膨脹的構(gòu)件和第二可膨脹的構(gòu)件，其中所述第一可膨脹的構(gòu)件響應(yīng)于施加的空氣壓力而關(guān)閉從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口到所述第一轉(zhuǎn)換閥粉末出口的流路，所述第二可膨脹的構(gòu)件響應(yīng)于施加的空氣壓力而關(guān)閉從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口到所述第二轉(zhuǎn)換閥粉末出口的流路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述第一可膨脹的構(gòu)件和所述第二可膨脹的構(gòu)件相互地彼此互斥地操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述噴射噴嘴包括部分地中空的筒狀本體和偏轉(zhuǎn)器表面，所述本體的第一開放端用于接收粉末涂覆材料流，且所述本體的相反端包括具有多個開口的端面，粉末涂覆材料從所述第一端流動穿過所述多個開口并離開所述本體，所述偏轉(zhuǎn)器表面在所述筒狀本體的外部且與所述端面連結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述端面通過連續(xù)的凹槽與所述偏轉(zhuǎn)器表面間隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)器表面包括截頭錐形表面，所述截頭錐形表面向外成錐形，以偏轉(zhuǎn)從所述開口流動的粉末涂覆材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述截頭錐形表面將所述端面與位于相鄰對的所述開口之間的棱面連結(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)器表面和所述端面彼此形成一體。
13.一種用于粉末涂覆系統(tǒng)的閥，包括: 閥本體，所述閥本體包括粉末入口、第一可選擇的粉末出口以及第二可選擇的粉末出口，其中所述粉末入口用于接收來自粉末涂覆材料的供應(yīng)部的粉末涂覆材料，所述第一可選擇的粉末出口形成從所述粉末入口穿過所述閥本體到所述第一可選擇的粉末出口的第一粉末流路的一部分，并且所述第二可選擇的粉末出口形成從所述粉末入口穿過所述閥本體到所述第二可選擇的粉末出口的第二粉末流路的一部分，且所述第二可選擇的粉末出口阻擋來自所述第一可選擇的粉末出口的粉末涂覆材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥，其中所述閥本體包括空氣入口，所述空氣入口用于在粉末涂覆材料離開所述第一可選擇的粉末出口之前向所述第一粉末流路中的粉末涂覆材料添加空氣。
15.—種噴嘴,包括: 部分地中空的筒狀本體，所述本體的第一開放端用于接收粉末涂覆材料流，且所述本體的相反端包括具有多個開口的端面，粉末涂覆材料從所述第一端流動穿過所述多個開口并離開所述本體；以及偏轉(zhuǎn)器表面，所述偏轉(zhuǎn)器表面在所述筒狀本體的外部且與所述端面連結(jié)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的噴嘴，其中所述端面通過連續(xù)的凹槽與所述偏轉(zhuǎn)器表面間隔開。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴，其中所述偏轉(zhuǎn)器表面包括截頭錐形表面，所述截頭錐形表面向外成錐形，以偏轉(zhuǎn)從所述開口流動的粉末涂覆材料。`
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的噴嘴，其中所述截頭錐形表面將所述端面與位于相鄰對的所述開口之間的棱面連結(jié)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的噴嘴，其中所述偏轉(zhuǎn)器表面和所述端面彼此形成一體。
20.一種用于從粉末噴槍噴射粉末涂覆材料的方法，所述粉末噴槍具有噴嘴，所述噴嘴帶有噴嘴出口，所述方法包括: 打開通向泵室的入口粉末流動通路； 將粉末通過所述入口粉末流動通路抽吸到所述泵室中； 關(guān)閉所述入口粉末流動通路，并打開出口粉末流動通路； 將粉末通過所述出口粉末流動通路推出所述泵室； 選擇第一粉末流路或第二粉末流路，所述第一粉末流路與噴槍的粉末入口連通以允許從所述噴嘴出口的粉末的噴射來作為粉末噴射模式，且所述第二粉末流路用于使粉末循環(huán)回到用于所述泵的粉末的供應(yīng)部。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中當(dāng)所述兩個粉末流路中的一個粉末流路被選擇時，另一個粉末流路被阻塞。
22.一種粉末涂覆系統(tǒng)，包括: 粉末涂覆材料的供應(yīng)部， 粉末噴槍，所述粉末噴槍包括槍殼體和能夠安裝在粉末噴槍殼體上的噴射噴嘴， 泵，所述泵包括泵室、泵入口閥和泵出口閥，所述泵室由氣體可滲透的過濾器構(gòu)件的內(nèi)部容積限定，所述泵入口閥和所述泵出口閥用以控制粉末流入和流出所述泵室，所述泵在所述泵入口閥打開且所述泵出口閥關(guān)閉時將粉末從所述供應(yīng)部抽吸到所述泵室中，并且在所述泵出口閥打開且所述泵入口閥關(guān)閉時將粉末從所述泵室推出到所述噴槍，以及 噴射噴嘴，所述噴射噴嘴包括部分地中空的筒狀本體和偏轉(zhuǎn)器表面，所述本體的第一開放端用于接收粉末涂覆材料流，且所述本體的相反端包括具有多個開口的端面，粉末涂覆材料從所述第一端流動穿過所述多個開口并離開所述本體，所述偏轉(zhuǎn)器表面在所述筒狀本體的外部且與所述端面連結(jié)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述泵室由氣體可滲透的過濾器構(gòu)件的內(nèi)部容積限定。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口的選擇阻擋所述第一粉末流路。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述粉末噴槍將粉末涂覆材料涂敷到管狀容器的內(nèi)表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的粉末涂覆系統(tǒng)，包括噴濺物收集護(hù)罩和粉末噴濺物回收系統(tǒng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥，其中所述第一可選擇的粉末出口和所述第二可選擇的粉末出口中的一個可選 擇的粉末出口的選擇阻擋來自另一個可選擇的粉末出口的粉末涂覆材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包括以下步驟:將粉末涂覆材料噴射到管狀容器的內(nèi)表面，收集粉末噴濺物，并且將粉末噴濺物回收到所述粉末的供應(yīng)部。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中將粉末抽吸到所述泵室中的步驟通過對所述泵室施加抽吸來完成，并且將粉末推出所述泵室的步驟通過對所述泵室施加正壓來完成。
30.一種用于涂覆容器的內(nèi)部的系統(tǒng)，包括: 粉末涂覆材料的供應(yīng)部， 粉末噴槍，所述粉末噴槍包括槍殼體和能夠安裝在粉末噴槍殼體上的噴射噴嘴， 輸送機(jī)，所述輸送機(jī)將容器提供到所述噴槍、噴濺物收集護(hù)罩和粉末噴濺物回收系統(tǒng)， 泵，所述泵包括泵室、泵入口閥和泵出口閥，其中所述泵室包括內(nèi)部容積，所述泵入口閥和所述泵出口閥用以控制粉末流入和流出所述泵室，所述泵在所述泵入口閥打開且所述泵出口閥關(guān)閉時將粉末從所述供應(yīng)部抽吸到所述泵室中，并且在所述泵出口閥打開且所述泵入口閥關(guān)閉時將粉末從所述泵室推出到所述噴槍，以及 轉(zhuǎn)換閥，所轉(zhuǎn)換閥布置在所述泵出口閥和所述噴槍的粉末入口之間，所述轉(zhuǎn)換閥包括轉(zhuǎn)換閥粉末入口、第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口和第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口，其中所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口用于接收來自所述泵出口閥的粉末涂覆材料，所述第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口到所述噴槍的所述粉末入口的第一粉末流路的一部分，所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口離開所述噴槍的所述粉末入口的第二粉末流路的一部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口被選擇時，所述第二粉末流路將粉末返回到所述供應(yīng)部。
32.一種粉末涂覆系統(tǒng)，包括:粉末涂覆材料的供應(yīng)部、粉末噴槍、密相泵和轉(zhuǎn)換閥。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述密相泵包括泵室、泵入口閥和泵出口閥，其中所述泵室包括內(nèi)部容積，所述泵入口閥和所述泵出口閥用以控制粉末流入和流出所述泵室，所述泵在所述泵入口閥打開且所述泵出口閥關(guān)閉時將粉末從所述供應(yīng)部抽吸到所述泵室中，并且在所述泵出口閥打開且所述泵入口閥關(guān)閉時將粉末從所述泵室推出到所述噴槍。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換閥包括第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口以及第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口，所述第一可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口到所述噴槍的粉末入口的第一粉末流路的一部分，所述第二可選擇的轉(zhuǎn)換閥出口形成從所述轉(zhuǎn)換閥粉末入口離開所述噴槍的所述粉末入口的第二粉末流路的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中被轉(zhuǎn)換離開所述噴槍的粉末能夠在閉合循環(huán)回路中流回到所述供應(yīng)部。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的粉末涂覆系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換閥包括控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)允許流向所述噴槍的粉末流被選擇性地中斷。
37.一種用于粉末涂覆系統(tǒng)的閥，包括: 閥本體，所述閥本體包括粉末入口、第一可選擇的粉末出口以及第二可選擇的粉末出口，所述第一可選擇的粉末出口形成從所述粉末入口穿過所述閥本體到所述第一可選擇的粉末出口的第一粉末流路的一部分，所述第二可選擇的粉末出口形成從所述粉末入口穿過所述閥本體到所述第二可選擇的粉末出口的第二粉末流路的一部分。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的閥，其中所述閥本體包括空氣入口，所述空氣入口用于在粉末涂覆材料離開所述第一可選擇的粉末出口之前向所述第一粉末流路中的粉末涂覆材料添加空氣。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的閥，包括控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)能夠選擇性地操作以中斷流向所述第一可選擇的粉末出口或所述第二可選擇的粉末出口的粉末流。
【文檔編號】B05B5/12GK103619486SQ201280031695
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月2日
【發(fā)明者】特倫斯·M·富爾克松, 布賴恩·D·馬瑟 申請人:諾信公司