內部混合噴槍的制作方法
【專利說明】內部混合噴槍
[0001]本申請是申請日為2010年7月12日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2010/041662、國家申請?zhí)枮?01080040599.1、發(fā)明名稱為“內部混合噴槍”的發(fā)明專利申請的分案申請。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明一般涉及一種內部混合噴槍，更具體地，涉及一種用于將具有實質上不同粘度和流速的多種材料有效地混合的系統(tǒng)。
[0003]在許多應用中，兩種或者更多的基礎材料被混合到一起來達到材料混合?；A材料可以包括不同的流體、固體或者一些它們的混合物。材料混合物的特性可能很大程度上取決于兩種或者更多基礎材料混合的均勻性。比如，如果樹脂和催化劑被混合的不充分，那么材料混合物可能會由于未固化的部分的樹脂而變得脆弱。不幸地是，現(xiàn)在系統(tǒng)經(jīng)常未能將這些基礎材料充分混合到一起，從而降低終端產品的質量。

【發(fā)明內容】

[0004]—種系統(tǒng)，在特定實施例中，包括噴涂裝置，所述噴涂裝置包括第一流體通道，所述第一流體通道設置為將第一流體沿下游方向朝噴嘴流動。噴涂裝置還包括第二流體通道，所述第二流體通道被設置為允許第二流體沿上游方向流動從而所述第二流體與所述第一流體在第二流體通道的出口處相撞。所述上游方向大致與所述下游方向是相反的。
【附圖說明】
[0005]當參考附圖并閱讀以下詳細描述后，本發(fā)明的這些及其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，在整個附圖中相同字符表示的相同部分，其中:
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的示例性噴涂系統(tǒng)的框圖；
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的示例性噴涂工藝的流程圖；
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的示例性噴涂裝置的右側視圖；
[0009]圖4是如圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的示例性噴涂裝置的左側視圖；
[0010]圖5是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的沿圖4中5-5線剖面的噴涂裝置剖面底部視圖；
[0011]圖6是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的如圖5所示的閥體透視圖；
[0012]圖7是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的如圖5中所示閥體前視圖；
[0013]圖8是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的沿圖7中所示8-8線的閥主體的剖面?zhèn)纫晥D；
[0014]圖9是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的如圖5中所示的混合擋板的透視圖；
[0015]圖10是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的沿圖9中10-10線的混合擋板的剖面底部視圖；
[0016]圖11是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的如圖6中所示閥體的可選實施例的透視圖；及
[0017]圖12是根據(jù)本發(fā)明技術的某些實施例的沿圖4中所示12-12線的噴涂裝置的剖面前視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將描述一個或者多個根據(jù)本發(fā)明的具體實施例。為了努力提供這些實施例的簡要說明，實際實施的所有特征可能沒有在說明書中描述。應當理解，在任何這些實際實施的開發(fā)中，如在任何工程或者設計項目中，必須做出許多具體的實施決定來完成開發(fā)者的具體目標，比如符合系統(tǒng)相關或者業(yè)務相關的約束，這些可能在實施中會彼此不同。此外，應當理解，這種開發(fā)努力可能是復雜并耗時的，對于具有本公開的優(yōu)點的這些技術人員而言不是設計、建造和制造的日常工作。
[0019]在介紹本發(fā)明的各種不同實施例的元件時，“一個”、“一個”、“這個”和“所述”之類的詞旨在意味者有一個或者多個這些元件。術語“包括”、“包含”和“具有”意思是包括并且意味著可能有所列舉元件之外的其他元件。操作參數(shù)的示例和/或環(huán)境條件不排除其它所公開的實施例的參數(shù)/條件。
[0020]設置成混合多種組分的噴槍可被多施加各種材料，比如多組分涂料、聚氨酯泡沫、環(huán)氧樹脂和聚酯或乙烯基酯樹脂。例如，聚酯或乙烯基酯樹脂通常被用于制造玻璃纖維增強塑料(FRP)部件，比如船殼、浴缸和淋浴隔間。生產FRP部件的過程一般包括將玻璃纖維片(比如，短切氈粗格布等)應用在模子上，然后噴涂樹脂和催化劑混合物到玻璃纖維上。一旦樹脂和催化劑被混合，樹脂被固定，最終形成FRP復合結構的塑料元件。
[0021]如下面將討論的，所公開的噴槍被設置為噴涂之前在內部混合多種材料，比如樹脂和催化劑。所公開的實施例被設置為提供有效地內部混合來產生充分地均勻的混合劑，即使是使用具有完全不同粘度和流速的不同的材料(比如樹脂和催化劑)。例如，用于聚酯樹脂的催化劑的一個示例包括過氧化丁酮(MEKP)。MEKP的粘度大約比樹脂粘度低10倍。而且，只有I %到3%體積百分比的MEKP可以被用于催化環(huán)氧樹脂。盡管在粘度和流速方面有顯著差異，所公開的實施例的噴槍被設置為在噴槍緊湊的空間內(即長度短)提供有效地內部混合，而不需要長的混合空間。從而，所公開的噴槍可以緊湊、易于操作以及高效地混合多種材料。結果，所公開的噴槍減少浪費并提高了施加到目標物體的混合劑的質量，即增加了 FRP部件的強度。
[0022]本文公開的實施例可以有助于在噴槍內有效的混合具有實質上不同流速和粘度的多種材料。在某些實施例中，噴槍包括第一流體通道，所述第一流體通道設置為允許第一流體沿下游方向朝噴嘴流動。噴槍還包括第二流體通道，所述第二流體通道在第一流體通道中延伸并被設置為允許第二流體沿大體上與下游方向相反的上游方向流動，從而所述第二流體與所述第一流體在所述第二流體通道出口處相撞。所述第二流體與所述第一流體的撞擊建立紊流區(qū)，該紊流用來將所述第一流體與所述第二流體混合。其它實施例包括位于第二流體通道出口下游的多重混合擋板。在這個實施例中，每個混合擋板包括至少一組設置用來引導流體流向彼此的匯聚通道。當一個流體流撞擊另外一個時，紊流被建立來進一步將所述第一流體和第二流體混合。在某些設置中，所述第一混合擋板的至少一組匯聚通道沿圓周偏離另一混合擋板的至少一組匯聚通道。這種圓周偏離迫使流體流隨著彎曲路徑通過擋板，從而進一步混合所述第一和第二流體。盡管在流速和粘度方面有重大的差異，這些特征的組合還是可以使得所述第一流體和第二流體的有效的混合。
[0023]圖1是示出了示例性噴涂系統(tǒng)10的流程圖，其包括噴涂裝置12用于施加需要的涂料到目標物體14上。噴涂裝置12可以被連接到各種供給和控制系統(tǒng)，比如流體供給16、空氣供給8和控制系統(tǒng)20?？刂葡到y(tǒng)20便于控制流體和空氣供給16和18并保證噴涂裝置12提供可接受的質量的噴涂到目標物體14上。比如，控制系統(tǒng)20可以包括自動化系統(tǒng)22、定位系統(tǒng)24、流體供給控制器26、空氣供給控制器28、計算機系統(tǒng)30和用戶界面32?？刂葡到y(tǒng)20還可以被連接到定位系統(tǒng)34，其便于目標物體14相對于噴涂裝置12的移動。相應地，噴涂系統(tǒng)10可以提供計算機控制的涂層流體混合、流體和空氣流速以及噴涂圖案。此外，定位系統(tǒng)34可以包括由控制系統(tǒng)20控制的機器人臂，從而噴涂裝置12以統(tǒng)一并高效的方式覆蓋整個目標物體14的表面。
[0024]圖1的噴涂系統(tǒng)10適用于多種不同的應用、流體、目標物體和噴涂裝置12的類型/結構。在本實施例中，噴涂裝置12被設置為在噴涂之前內部地混合多種流體。在這樣的實施例中，用戶可以從若干不同的第一涂料流體42中選擇第一所需流體40，及從若干不同的第二涂料流體44中選擇第二所需流體44。例如，第一涂料流體可以是樹脂而第二涂料流體可以是設用于固化樹脂的催化劑。在這種設置中，第一涂料流體可以包括聚酯、乙烯基聚酯或者環(huán)氧樹脂，且第二涂料流體可以包括過氧化丁酮(MEKP)或者脂肪胺加合物。例如，某些實施例可以包括獨特特征，所述獨特特征設置成盡管第一所需流體40和第二所需流體44在流速和粘度上有重大差異，依然有助于有效的混合第一所需流體40和第二所需流體44。用戶還可以從各種不同的物體38中選擇所需的物體36，比如不同的材料和產品類型。例如，目標物體可以包括設置于模子內的玻璃纖維片，從而噴涂樹脂和催化劑混合物到目標上在樹脂固化之后形成玻璃纖維增強塑