喷磨系统的湿度控制的制作方法
【专利摘要】一种喷磨系统，包括空气子系统，适用于提供压缩空气，液体子系统，适用于提供液体，混合器，适用于将液体与压缩空气混合，以及介质系统，适用于提供研磨介质。方法包括压缩空气，混合空气和液体，从而改变空气的相对湿度，然后利用混合有液体和压缩空气的研磨介质喷磨结构件的表面。
【专利说明】喷磨系统的湿度控制【技术领域】[0001]本发明主要涉及制造系统，更具体地，涉及喷磨系统。
【背景技术】
[0002]喷丸(grit-blasting),喷磨(abrasive blasting),以及喷砂是本领域中熟知的工艺，用于向表面喷射高压的喷磨材料气流，从而能够形成光滑表面，粗糙表面或一定轮廓的表面。与该喷磨系统有关的一个常见问题是由喷磨材料和被喷磨表面之间相互作用而产生的静电积累。静电的积累可能导致对工作人员的严重伤害和/或对结构导致不可修复的损伤。
[0003]减少静电积累的常规方法包括在安置该喷磨系统的设施内，从整体范围上提高空气的相对湿度。例如，可以使用湿度控制系统和/或HVAC系统增加空气的相对湿度,从而降低静电积累的可能性。然而，由于与连续运行和维护HVAC系统有关的成本增加，导致这些特定的方案在大多数情况下是不理想的。
[0004]虽然前述的开发工作在减少静电积累方面体现出了巨大的进步，但仍存在许多不足之处。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]在所附权利要求中阐明了被认为是本申请的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，本申请本身和优选的使用模式及其进一步的目的和优点将通过参照以下详细描述而被最好地理解，其中:
[0006]图1示出了具有常规喷磨系统的设施的前视图；
[0007]图2示出了根据本申请优选实施例的喷磨系统的结构示意图；
[0008]图3示出了图2中的喷磨系统的可替换实施例的侧视图；以及
[0009]图4示出了描述减少喷磨过程中的静电积累的优选方法的流程图。
[0010]尽管本申请的系统和方法易受各种不同的修改和可替换的形式的影响，但是其特定实施例在附图中通过实例而被示出并且在本文中详细地加以描述。然而，应当理解的是，本文中对于特定实施例的描述并非意在将本申请限制为所公开的具体实施例，而是相反地，意在覆盖落入由所附权利要求限定的本申请的过程的精神和范围内的所有修改、等效物和可替换方案。
【具体实施方式】
[0011]本申请中的系统和方法能够极大地减少(即使没有完全消除)喷磨期间的静电积累。特别地，该喷磨系统使用了液体子系统，适于局部增加通过该喷磨系统的空气的相对湿度。该喷磨系统进一步带有与空气连通的相对湿度控制子系统，该子系统不断地监控和调整相对湿度。进一步地，该喷磨系统可选地带有接地子系统，适用于将被喷磨的结构件电接地，从而进一步降低静电积累的可能性。在一个实施例中，该喷磨系统是可携带的，从而使工作人员能够将该系统运送到使用地点。
[0012]当然，应当理解的是，在任何这样的实际实施例的开发中，必须做出许多特定于实现方式的决定以便实现开发者的特定目标，例如遵从与系统有关和与商业有关的约束，这些约束将从一种实现方式到另一种实现方式变化。而且，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂而耗时的，但是仍然是受益于本公开的本领域普通技术人员承担的例行任务。
[0013]现在参照附图，图1描述了用来减少喷磨过程中静电积累的常规系统101。在示例性的实施例中，设施103中装载有常规喷磨系统105。在喷磨之前，HVAC和/或湿度调节系统107在设施103内从整体范围上调节空气的相对湿度。为清楚起见，多个箭头109描述了空气通过HVAC系统107和设施103的连续循环。
[0014]图1阐明了与常规喷磨系统相关的常见问题。特别地，HVAC系统107通过对设施103内的大量空气进行连续地循环再利用来调节空气的相对湿度。在大部分的大型设施中，这一过程十分费时而且成本很高。此外，HVAC系统在喷磨之前必须循环大部分(即使不是全部)空气，而这一过程需要在操作之前占用大量的时间。
[0015]与系统101相关的另一常见问题是在设施的内部产生一致的相对湿度。例如，大型设施中可能包括一些区域，外部空气通过一个或多个入口，即不完全关闭的门，窗，缝隙，和/或其他种类的入口，进入这些区域，这会极大地改变这些区域周围的相对湿度。如果不使用消耗大量能量的HVAC系统，难以调节较大设施中的相对湿度。本申请的喷磨系统通过局部地改变进入系统的空气的相对湿度克服了这些问题。对喷磨系统优选实施例的进一步说明和描述在下文中提供。
[0016]图2示出了根据本申请优选实施例的喷磨系统201的结构示意图。喷磨系统201包括一个或多个空气子系统203，液体子系统205，研磨介质子系统207，和控制子系统209。喷磨系统201进一步带有多个用于互联本文公开的各子系统的导管211。应该注意到，为简便起见，只标记了一个导管211，并且，为清楚起见，在多个导管211中提供了多个箭头以描述在导管中被输送的空气，液体，以及研磨介质的运动。
[0017]空气子系统203包括压缩机213，用于将空气压缩至指定压力并适用于引导空气通过与压缩机213连通的多个导管211中的一个或多个。在优选实施例中，喷磨系统201使用的是空气，然而，应该理解的是，可替换的实施例可以在喷磨过程中使用其他形式的合适的气体。
[0018]液体子系统205包括液体贮存器215，用于在其中存储液体。应该理解的是来自液体贮存器215的液体被用来改变来自空气子系统213的空气的相对湿度。在优选实施例中，该液体是水，然而，可替换实施例中可以使用其他适于改变相对湿度的不同种类的合适的液体。液体子系统205进一步包括泵217，适用于向液体施压并将液体引导至混合器219。优选地，泵217是可调节的，以提供需要的流量，从而使相对湿度可变。
[0019]混合器219适用于将来自空气子系统203的空气和来自液体子系统205的液体混合。在操作中，空气通过第一腔室221进入混合器219，第一腔室221具有呈锥形的内壁以增加其中流通的空气的气流速度。液体通过与腔室221可流通连接的第二腔室223进入混合器219。第二腔室223被用于将空气和液体混合。混合的空气和液体通过第三区间225时被进一步地充分混合，第三区间225适用于将可流动的混合空气压缩后再膨胀。之后，处理过的空气在下游与来自介质子系统207的研磨介质混合。[0020]介质子系统207包括腔室227，腔室227存储喷磨过程中使用的研磨介质。研磨介质通过多个导管211中的一个或一个以上导管被输送至研磨喷枪229。在操作中，空气，液体和介质通过多个导管211被输送至喷枪229，喷枪229将研磨介质喷到结构件233的表面231 上。
[0021]外壳235用于在其中容纳喷枪229和结构件233并且提供有容纳待喷出研磨介质的装置。多个导管211中的一个或一个以上被用于引导从腔室235中排出的空气。传感器237与排出的空气相连通并被用于感测排出空气的相对湿度。之后，传感器237通过电导体241将感测到的相对湿度中继(relay)到控制台239。根据感测到的相对湿度，控制台239通过减少或增加泵的输出来调整进入混合器219的液体流量。已经得知的是，在大多数应用中，消除静电积累需要的相对湿度大概在40-50RH之间。应该理解的是，控制子系统207和液体子系统205适用于将喷磨系统201的相对湿度调节至任何想要的相对湿度。还应该理解的是，传感器237适用于连续地向控制台239提供实时数据，从而实现液体子系统215的连续调整，这样就在整个喷涂过程中保持了想要的相对湿度。
[0022]喷磨系统201进一步带有接地子系统243，适用于进一步降低静电积累的可能性。接地子系统243包括能导电地连接至附属器件247的接地结构件245，该附属器件247通过导体249连接到结构件233。在操作中，改变相对湿度和将结构件接地相结合，极大地降低了(即使不能消除)静电积累的可能性。
[0023]参照附图中的图3，示出了喷磨系统201的一个可替换实施例。喷磨系统301的功能与喷磨系统201实质上相同。特别地，系统301适用于在喷磨过程中减少静电积累。应该理解的是喷磨系统301包括喷磨系统201的所有特征并进一步带有可携带的结构件303，结构件303使喷磨系统301能够现场执行喷磨操作。例如，喷磨系统301可以容易地被运送到现场用以喷磨表面，即，车辆的侧板。在示例性实施例中，每个可携带的结构件303是一组可旋转地连接至结构件303的转盘(wheel)305 ;然而，应该理解的是，可替换的实施例可以包括不同的结构，例如，可牵引的拖车，来替代该示例性实施例。
[0024]现在参照附图中的图4，示出了描述优选的喷磨过程的流程图401。框403示出了该过程的第一步，包括压缩空气。该特征优选通过空气压缩机实现。下面的步骤包括调节空气的相对湿度，如同框405和407中所描述的。该特征优选地通过本文中公开的液体子系统和控制子系统实现。之后，研磨介质与可流动的压缩空气混合并随后被喷射至表面上，如同框409和411所描述的。优选的方法进一步可选择地带有将结构件接地的过程，以降低静电积累的可能性。
[0025]明显地，该系统和方法所具有的显著优点已被描述和说明。上文公开的特定实施例仅作为示例，实施例可以经过修改并以不同但等效的方式实施，这些方式对受益于本文教示的本领域技术人员是显而易见的。因此，明显地，上文中公开的特定实施例可以被改变或修改，而所有这些变动都应被认为处于本发明的范围和精神内。相应地，本文所要求的保护已在说明书中阐明。虽然上文中给出了实施例，但本申请并不限于这些实施例，而可经过各种变化和修改而不脱离其精神。
【权利要求】
1.一种喷磨系统，包括: 空气子系统，适用于提供压缩空气； 液体子系统，适用于提供液体； 混合器，适用于将所述液体与所述压缩空气结合并混合，以改变所述压缩空气的相对湿度；以及 介质子系统，适用于提供研磨介质； 其中所述研磨介质与所述压缩空气和所述液体混合；以及 其中，所述研磨介质随后被喷射至结构件的表面。
2.根据权利要求1所述的喷磨系统，进一步包括: 接地子系统，具有: 接地结构件；以及 附属器件，其连接至所述结构件并且通过电导体能导电地耦合到所述接地结构件。
3.根据权利要求1所述的喷磨系统，进一步包括: 控制子系统，具有: 与所述压缩空气相连通的传感器，所述传感器适于感测所述压缩空气的相对湿度；以及· 控制台，其与所述液体子系统可操作地相关联，并且与所述传感器进行数据通信； 其中，所述控制子系统适用于调节压缩空气的相对湿度。
4.根据权利要求3所述的喷磨系统，所述液体子系统包括: 泵，适用于向所述混合器提供液体流量，所述泵可操作地与所述控制台相关联以使所述控制台根据感测的空气的相对湿度调节所述流量。
5.根据权利要求1所述的喷磨系统，所述液体子系统包括: 泵，适用于向所述混合器提供液体。
6.根据权利要求1所述的喷磨系统，所述混合器包括: 与所述空气子系统连通的第一腔室，所述第一腔室适用于提高进入其中的空气的气流速度； 与所述第一腔室连通并与所述液体子系统流动连通的第二腔室，所述第二腔室适用于将所述压缩空气和所述液体混合；以及 与所述第二腔室流动连通的第三腔室，所述第二腔室适用于使其中传输的空气和液体在收缩后膨胀。
7.根据权利要求1所述的喷磨系统，进一步包括: 可携带的结构件，适用于将所述空气子系统，所述液体子系统，所述混合器，以及所述介质子系统运送到使用地点。
8.一种可携带的喷磨系统，包括: 空气子系统，适用于提供压缩空气； 液体子系统，适用于提供液体； 混合器，适用于将所述液体与所述压缩空气结合并混合，以改变所述压缩空气的相对湿度； 介质子系统，适用于提供研磨介质；以及控制子系统，具有: 与所述压缩空气连通的传感器，所述传感器适用于感测所述压缩空气的相对湿度；以及 与所述液体子系统可操作地相关联并与所述传感器进行数据通信的控制台； 其中，所述控制子系统适用于调节压缩空气的相对湿度； 其中，所述研磨介质与所述压缩空气和液体相混合； 其中，所述研磨介质随后被喷射到结构件的表面；以及 其中，所述可携带的结构件适用于将所述空气子系统，所述液体子系统，所述混合器，所述控制子系统，以及所述介质子系统运送到使用地点。
9.根据权利要求8所述的可携带的喷磨系统，进一步包括: 接地子系统，具有: 接地结构件；以及 连接至所述结构件并通过电导体能导电地耦合到所述接地结构件的附属器件。
10.根据权利要求8所 述的可携带的喷磨系统，所述液体子系统包括: 泵，适用于向所述混合器提 供液体流量，所述泵可操作地与所述控制台相关联以使所述控制台根据感测的空气的相对湿度调节所述流量。
11.根据权利要求8所述的可携带的喷磨系统，所述液体子系统包括: 泵，适用于向所述混合器提供液体。
12.根据权利要求8所述的可携带的喷磨系统，所述混合器进一步包括: 与所述空气子系统连通的第一腔室，所述第一腔室适用于提高进入其中的空气的气流速度； 与所述第一腔室连通并与所述液体子系统流动连通的第二腔室，所述第二腔室适用于将所述压缩空气和所述液体混合；以及 与所述第二腔室流动连通的第三腔室，所述第二腔室适用于使其中传输的空气和液体在收缩后膨胀。
13.—种减少喷磨期间在结构件的表面上的静电积累的方法，所述方法包括: 利用空气子系统压缩空气； 利用控制子系统感测所述压缩空气的相对湿度； 利用混合器将液体与所述压缩空气混合； 根据感测的相对湿度调节与所述压缩空气混合的液体的数量； 将研磨介质与混合了所述液体的压缩空气混合；以及 利用混合有所述液体和所述压缩空气的研磨介质喷射所述结构件的表面。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过利用可调节的泵来控制液体的流量以实现液体的数量的调节。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，调节液体的数量的过程进一步通过下述方式实现: 利用传感器感测所述压缩空气的相对湿度； 将感测到的相对湿度中继到与所述可调节的泵可操作地相关联的控制台；以及 利用所述控制台根据感测到的相对湿度调节来自所述泵的液体的流量。
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括: 通过可携带的结构件将所述空气子系统，所述控制子系统，所述混合器，以及所述研磨介质运送到所述结构件的表面。
17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括: 利用接地子系统将所述结构件电接地。
【文档编号】B24C5/04GK103717352SQ201180072297
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2011年7月14日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】S·比舍普, J·D·阿默森, S·米利肯 申请人:贝尔直升机泰克斯特龙公司