专利名称：喷漆枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气雾化喷漆枪，更具体地说，涉及一种改进的喷漆枪，这种喷漆枪使高压源空气降压成高容低压气流，用以雾化漆料和控制喷雾形状。
过去，空气雾化喷漆枪主要利用高压空气来雾化漆料，并对喷雾形状在圆形和椭圆形或扇形之间进行调节。高压空气可以直接从压缩机和工厂现有压缩空气管线取得，在雾化多种涂料上都很有效。但，很高的气压往往会产生不很合理的涂料传递效能。因此，相当一部分涂料会散失在大气中。最近，高容低压(HVLP)空气喷漆枪应用日广，这是由于其传递效能较高，从而减少了对空气的污染。在某些州，例如在california州，高容低压喷枪喷咀部位的工作压力在10psig以下而并不担心其传递效能会达到低限。
高容低压喷漆枪可设计成采用低压气源或采用高压气源两种喷枪。一般来说，低压气源的气压在5-10psig之间，而高压气源的气压则在60-100psig之间。采用低压气源的喷枪与采用高压气源的喷枪相比存在着某些缺点。在大多数情况下，高压空气可直接从车间或工厂现有空气压缩机或从现有高压空气管线取得。如喷枪采用低压气源，就必须购置低压叶轮机来操作喷枪。这种叶轮机费用很高。此外，为在低压下操作喷枪，必须采用较大直径的软管来供送高容气流，这种软管与小直径高压空气软管相比要笨重得多，因此，操作很费力。
在高容低压喷枪采用高压气源时，需对高压空气用阀或固定孔进行降压以取得所需低压。在同时供送雾化和送风用低压空气时，很难准确控制雾化气压，特别是在调节送风空气时难以控制。重要的是最大雾化气压不得超过10psig以符合某些地区的法规。与此同时，最好使雾化气压接近10psig这一最大允许压力以取得较好的雾化。在高压空气通过孔或阀从高压降到低压时，低压空气的压力取决于空气流量。如低压空气须同时对送风气孔进行供气，则在送风气流量减小时，雾化气压就会升高。如一固定孔在送风空气完全截止时经准确标定可保证10psig的气压，则在送风气流量达最大值时，雾化气压，举例来说，就会下降到5或6psig。较低的雾化气压会影响漆料的雾化质量。
曾采用过各种不同的方法来限制雾化气压在送风气流量变动时的波动。在某种高容低压喷枪中，对送风空气用一阀针进行控制。此阀针具有两个阀体，用以构成两个协同操作的两个阀，第一阀同时控制雾化空气和送风空气，第二阀仅控制送风空气。第一阀为用以使高压源空气降至所需低压的减压孔。在移动阀针以调节送风气流量时，通过第一阀总的气流量同时也得到调节，从而使雾化空气限制在一预定的最高压力下。
美国专利3，687，368涉及一种气电作动力的静电喷枪，其恒定的雾化气流量用以产生静电电压。同一气源用于雾化空气和送风空气。这里采用了一个专门的放气阀来防止雾化气压在调节送风空气时的变动。在降低送风气流量时将增大的空气量排放到大气中以保持通过喷枪的气流量恒定不变，从而保持雾化气压恒定不变。
本发明提供一种改进的采用高压气源的高容低压喷枪。在本发明的一个实施例中，压缩空气流通过两个并联的校准孔从一高压室进入一低压室。低压室同时供送雾化空气和送风空气。送风空气经一缓冲器上的一些孔流到一空气罩上的各送风气孔。在缓冲器和低压室之间设有一送风喷射调节环。转动此环可增大或减小从低压室经缓冲器到送风气孔的气流量。送风喷射调节环同时还控制从高压室经一校准孔到低压室的气流量。在转动调节环以减小送风气流量时，调节环同时减小通过此校准孔的气流量。在完全截止送风空气时，同时截止通过此校准孔的气流。一始终敞开的校准孔经校正而用以供送在同时向送风气孔和雾化气孔供送全部气流量时所需外加的气流量。因此，喷枪在送风空气全部畅通和全部截止时具有同样的雾化气压。
在本发明的第二实施例中，高压空气还是通过两个并联的校准孔降为低压空气。但，第一校准孔仅供送低压雾化空气而第二校准孔仅供送送风空气。用一阀控制通过第二校准孔的送风气流，在关闭阀截止送风空气时，高压空气的压力会有所提高，这又使雾化气压有所提高。
这样，本发明的一个目的是提供一种改进的送风空气可调而适用于采用高压气源的高容低压喷枪。
本发明的其他目的和优点可以从以下具体说明和附图中了解到。
图1为作为本发明第一实施例、采用高压气源的高容低压喷枪的纵剖面图。
图2为一简图，用以表明在图1所示喷枪中气流通过部分枪体和喷咀组件的情况。
图3为图1中沿3-3线的剖面图。
图4为图1中沿4-4线的剖面图。
图5为图1中沿5-5线的剖面图。
图6为与图5相似的剖面图，但表明送风空气控制环转动而部分地阻断送风气流的情况。
图7为与图5相似的剖面图，但表明送风空气控制环转动而全部阻断送风气流的情况。
图8为一简图，用以表明在作为本发明另一实施例的喷枪中气流通过部分枪体和喷咀组件的情况。
图9为图8所示喷枪实施例中前体部分和喷咀组件的部分剖面图。
图1示出作为本发明一个实施例的喷枪10。喷枪10具有一构成一手把12的金属体11，此手把与上体部分13相连接，此上体部分又与一前体部分14相连接。在手把的下端16上装有一进气配件15，用以连接来自远处压缩空气源(图中未示出)的高压空气软管，此气源可以是一车间压缩空气管线或一空气压缩机。进气配件15与穿过手把12通到一空气阀18的通道17相连接。喷枪10的操作人按压板机19，推动阀杆20而致动空气阀18，在按压板机19时，高压空气通过阀18流到通道21，再在上体部分13内流到延伸到前体部分14内的一高压空气室23。
一大体上呈管状的镶嵌件24装在前体部分14内。一喷咀组件25具有一喷射端26、一送风空气控制环27、一缓冲器28、一空气罩29和一空气罩夹持环30，该喷咀组件固定在镶嵌件24上。喷射端26旋装在镶嵌件24上而将喷咀组件25夹持在前体部分14上。一阀针31从一漆料室32延伸到喷射端26内，同轴穿过镶嵌件24，穿过板机19延伸到固定在上体13内的镶嵌件33上。一填密螺帽34旋装在镶嵌件24内，将一密封件35紧压在阀针35上。密封件35允许阀针31在其中来回移动而防止漆料从漆料室32中泄漏出来。
配件36固定在前体部分14上以与一普通的漆料源连接(图中未示出)，此漆料源可以是一吸式供料或压式供料的漆料罩，也可以是一与一远处加压漆料源连接的软管。配件36与漆料室连接。在正常情况下，一阀针31的尖端37顶在喷射端26上以封闭一漆料出料孔38。在按压板机19时，阀针31移动而松开出料孔38，从而使漆料从喷枪10中放出。镶嵌件33内装有一回位弹簧，用以在松开板机19时使阀针31顶在喷射端26上，并具有一调节头39，用以在按压扳机19时调节漆料流量。
如上所述，按压扳机19打开空气阀18以使高压空气进入高压室23。高压室23除两个并联校准孔40和41外是封闭的，两孔穿过前体部分14上的一前表面42。至少一部分流经孔40和41的空气流经缓冲器28和镶嵌件24之间的通道43进入一室44。一位于喷射端26周围的径向凸缘45具有若干彼此留有一定间距的孔46，孔46连通室44和位于空气罩29和喷射端26之间的室47。一位于空气罩29和喷射端26之间的环形孔48用以在按压扳机19时从室47同心地环绕从喷射端的孔38所放出的漆料放出雾化空气。室47内的气压以及从环形孔48放出的雾化空气量取决于孔40和41的尺寸。
流经孔40和41的压缩空气再流经送风空气控制环27、缓冲器28内的若干通道49而进入一室50。空气罩29具有两个在孔38和48径向两对侧从前表面52伸出的角形体51。一通道53穿过角形体51而在其端部形成一孔54，用以将送风或造形用空气沿向前向内的方向引至雾化漆料的包络面上。在无送风空气从孔54放出时，雾化漆料在垂直于包络面轴线的一平面上具有一圆形的包络线。在从角形体的孔54中放出增量的送风空气时，雾化漆料的包络线会从圆形变成一椭圆形或扁圆的扇形。
喷枪10内送风空气控制环27的操作情况见图2。送风空气控制环27构成两个阀57和58，此两阀控制从高压室23通过孔41进入低压室59以及从低压室59进入通道49和角形体的孔54的空气流量。孔40和41在高压室23和低压室59之间是并联的。低压室59同时通过通道43将雾化空气送往孔48。只要高压空气通向高压室23，此空气就会通过孔40、低压室59、通道43、室44、通道46和室47，最后从雾化空气孔48放出。在阀57打开时，一部分流经孔41的空气会沿相同的路线通往雾化空气孔48。标定孔40和41的尺寸，使送风空气控制环27在其不同的调定位置上保持室59内的压力大体上恒定不变。室59内的压力可按某些地区的法规不超过预定的最大压力以控制空气污染。例如，可标定孔40和41的尺寸，使室59的压力控制在10psig上以符合California州的要求。在关闭阀58时，总的雾化和送风气流量会趋于减小而使室59内的压力增高。按本发明的一个实施例，使阀57与阀58同时开闭而使室59内的压力在喷枪10的总气流量变化时保持比较平稳。
图3-5示出前体部分14、送风空气控制环27和缓冲器28的具体结构和操作情况，从而控制送风空气和限止雾化气压在调节送风空气时的波动现象。图3为面对前体部分的前表面42时喷枪10的一个剖面图。前表面42围住孔41。低压室59是在前表面42内形成的，从而包含着孔40并围住镶嵌件24。低压室59具有两个位于孔41相对两侧的叶形部分60和61以及一个与孔40和41径向相对设置的叶形部分62。如图3所示，一缓冲器28上的定位销63穿过前表面42伸进一孔64。控制环27具有一位于前表面42周围的缘部65。一对螺旋弹簧66和67位于控制环缘部65的环形槽68内。弹簧66和67在槽68内反方向设置，各具有一伸进前体部分的凹口70内的端部69。弹簧66和67压缩在槽68内，用以产生有控摩擦力以抗衡控制环27的转动。
图4为在前体部分前表面42的前方相隔一个距离处通过控制环27所作剖面图。控制环27具有一轴向开口，其表面部分71与缓冲器28上的一外表面72相接触，使控制环27可绕缓冲器的轴线转动。在控制环27内设有两个与缓冲器表面72邻接的切口73和74。缓冲器的定位销63穿过切口73。切口73和销63配合以限制控制环27在第一位置(如图4和5所示)和第二位置(如图7所示)之间转动，在第一位置上，切口73的一端部75与销63相接触，在第二位置上，切口73的中段76与销63相接触。切口73具有一从中段76向内旋抵控制环表面71的端部区段77。切口74具有一端部78、一中段79和一向内旋抵控制环表面71的端部区段80。低压压缩空气在控制环27的位置使孔41位于切口端部78和切口中段79之间时会畅通无阻地从孔41流进切口74，因而进入低压室59。在控制环27进一步转向第二位置时，中段79和端部区段80还逐步阻断孔41。在孔41受阻时，从孔41到低压室59的气流量减少，直至在控制环的第二位置上气流完全受阻。
图5-7示出控制环27在控制送风气流和同时限制最大雾化气压上的作用。如图5所示，控制环27位于第一位置而送风空气畅通无阻，如图6所示，控制环27位于中间位置而送风空气气流量减少，如图7所示，控制环27位于第二位置而送风空气受阻。缓冲器28上设有四个通孔49a、49b、49c、49d，用以向室50供送送风空气。孔49a通过控制环27与低压室59的叶形部分61对准，孔49b通过控制环27与低压室59的叶形部分60对准，孔49b通过控制环27与低压室59的叶形部分60对准，孔49d通过控制环27与低压室59的叶形部分62对准。
在控制环27位于第一位置如图5所示时，控制环切口74连通缓冲器的孔49a、49b和低压室59，并连通孔41和低压室59。与此同时，控制环切口73连通缓冲器的孔49c、49d和低压室59。因此，孔40和41同时将低压空气送到低压室59，低压室59又将全气量的雾化空气送到孔48，并将全气量的送风空气送到角形体的孔54。
在控制环27转到中间位置如图6所示时，孔41仍敞开，控制环切口73的螺线端部区段77开始阻断缓冲器通孔49c，而控制环切口74的螺线端部区段80开始阻断缓冲器通孔49a。在通孔49a和49c受阻时，送风气流量减小。进一步转动控制环27先使通孔49a和49c进一步受阻，继而使通孔49b和49d逐步受阻。在控制环27逐步阻断通孔49a、49b、49c和49d时，控制环螺线端部区段80同时逐步阻断孔41。在控制环27转到第二位置如图7所示时，缓冲器通孔49a、49b、49c和49d和孔41完全受阻。因此，送风空气完全截止。雾化空气现在完全通过孔40来供送。在控制环27位于第二位置时，如最大雾化和送风气压要求限制在10psig以下，孔40就应标定到能提供10psig的雾化空气，而在控制环27位于第一位置时，孔41就应标定到能与孔40共同提供全部10psig的雾化和送风空气。这样，雾化气压就可大体上保持在最大允许压力下而大体上不致受到调定送风空气控制环的影响。
图8简要地示出一适于用高压气源的高容低压喷枪另一实施例的操作情况，高压空气进入室84，这与图1喷枪10的情况相同。室84具有两个出气通道85和86。通道85仅用以供送雾化空气而通道86只用以供送用于雾化漆料造形的送风空气。孔87位于通道85内，用以使来自室84的气流降压。孔87标定到将雾化气压限制在一预定的最大低压上，例如低于10psig。孔88位于通道86内，标定到将通道86中的送风气压限制在一预定的最大值上。
阀89位于高压室84内，阀89可轴向调节以开闭送风空气通道86。在阀89的位置使送风空气通道86敞开时，送风空气畅通无阻而得一椭圆形喷雾造形。关闭阀89而阻断送风气流则得圆形喷雾造形。由于阀89仅控制送风气流以及孔87和88并不连通，在调节阀89时室84内的高压仅稍有变化。这种轻微的压力变化只会引起孔87下游雾化气压的轻微变化。例如，如在送风空气流通时，室84内的气压为80psig，则在送风气流截止时压力会稍有增高而达到82psig。2psig的增量只会使雾化气压增高0.2-0.3psig。如果通过单个同时供送雾化和送风空气的孔将高压降到一低压，而在送风空气截止时将雾化气压调到约10psig，则在送风空气流通时，此压力就会降到5或6psig。因此，采用两个并联的孔而不采用单个孔来使高压空气降为雾化和送风空气用低压空气是一个很显著的改进。
图9为针对按图8操作的一种改型的喷枪通过一前体部分90和一喷咀组件91所作部分剖面图。喷咀组件91具有一喷射端92、一缓冲器93、一空气罩94和一空气罩夹持环95。喷射端92具有一端部96，此端部旋进前体部分90内的镶嵌件97而将喷咀组件91夹持在喷枪前体部分90上。一流体阀针98同轴穿过一漆料室99，伸入喷射端92而在一般情况下封闭一放漆孔100。雾化空气从枪体内高压室84通过校准降压孔87流入一室101，通过在缓冲器93和镶嵌件92之间的通道102流入室103，并通过喷射端92上一凸缘105上的若干通道104流入一室106。一围绕放漆孔100设置的环形孔107将雾化空气从室106引向漆料射流而使漆料雾化。
送风气孔88如图所示由一压入或用其他方法固定在缓冲器93上的管子构成。此管应具有一能产生一所需要空气压降的校准内径。孔88通过一位于缓冲器93内的室108与一位于缓冲器93和空气罩94之间的室109连通。送风空气从室109通过空气罩通道110流进送风空气放射孔111以改变喷射形状。调节送风气流时，将高压室84内的阀89移向或移离孔88。
对上述适于采用高压气源的高容低压喷枪实施例可作出各种改型和变动，例如，对喷射端、缓冲器和控制环的设计就本领域的专业人员来说可加以改变而并不背离本发明的实质。此外，在喷枪上也还可添装一种适用的配件，用以引出一部分低压雾化空气来对一漆料罩(图中未示出)进行加压，还可作出各种其他的改型和变动而并不背离以下权利要求的实质内容和范围。
权利要求
1.一种改进的喷漆枪，在此喷漆枪的枪体内设有一高压空气室，所述喷漆枪具有一喷咀组件，此喷咀组件具有一放漆孔和至少两个送风孔，漆料从该放漆孔放出，并用一雾化气流使其雾化，送风空气从该送风孔放出，用于雾化漆料的造形。所述喷漆枪的特征是一第一通道放出低压空气以雾化漆料，一第二通道将低压空气送到所述送风孔以控制雾化漆料的造形，一第一校准孔连通所述高压空气室和所述第一通道，一第二校准孔连通所述高压空气室和所述第二通道，所述第一孔的尺寸使所述高压空气降到所述第一通道内的一预定最大低压，所述第二孔的尺寸使所述高压空气降到所述第二通道内的一预定最大低压，用阀控制通过第二孔进入所述第二通道的气流以控制送风气流。
2.权利要求1所述改进的喷漆枪，其中，所述阀位于所述高压室和所述第二孔之间。
3.权利要求2所述改进的喷漆枪，其中，所述高压空气的压力至少为60psig，所述第一孔使所述高压空气的压力降到10psig以下，所述第二孔使所述高压空气的压力在打开所述阀以供送一最大送风气流时降到10psig以下。
4.权利要求1所述改进的喷漆枪，其中，此喷漆枪还具有一低压空气室，通过所述第一和第二孔的空气进入此室，所述第一和第二通道通到所述低压空气室。
5.权利要求4所述的改进的喷漆枪，其中，所述阀包括一第一阀、一第二阀和一调节机构，该第一阀用以控制从所述第二孔进入所述低压室的气流，该第二阀用以控制所述第二通道的气流，该调节机构用以同时调节所述第一和第二阀。
6.权利要求5所述改进的喷漆枪，其中，所述调节机构具有一装在所述枪体上，并在第一和第二位置之间转动的送风空气控制环，所述第一和第二阀在所述控制环处于所述第一位置时全开，在所述控制环处于第二位置时全闭。
7.权利要求6所述改进的喷漆枪，其中所述高压空气至少为60psig，所述第一孔使所述高压空气的压力降到10psig以下，所述第二孔使所述高压空气的压力在打开所述阀以供送最大送风气流时降到10psig以下。
8.一种改进的喷漆枪，在此喷漆枪的枪体内设有一高压空气室，所述喷漆枪具有一喷咀组件，此喷咀组件具有一放漆孔和至少两个送风孔，漆料从该放漆孔中放出。并用一雾化气流使其雾化，送风空气从该送风孔放出，用于雾化漆料的造形，所述喷漆枪的特征是并联的第一和第二校准孔连通所述高压空气室和一低压空气室，所述各孔的尺寸使所述高压空气的压力降到所述低压室内的一预定最大低压，一第一通道从所述低压室放出空气以雾化漆料，一第二通道将低压空气从所述低压室放到所述送风孔以控制雾化漆料的造形，用阀同时控制通过所述第二孔和所述第二通道的气流以控制送风气流而使所述雾化气压保持在所述预定最大低压以下。
9.权利要求8所述改进的喷漆枪，其中，所述第一和第二孔位于所述枪体内，所述阀具有一装在所述枪体上并在第一和第二位置之间转动的送风控制环，所述控制环具有一通道，此通道在所述控制环处于所述第一位置时连通所述低压室和所述第二通道，在所述控制环转到所述第二位置时阻断气流从所述低压室进入所述第二通道。
10.权利要求9所述改进的喷漆枪，其中，所述控制环具有一与所述枪体接触的表面部分，所述表面部分在所述控制环处于所述第二位置时阻断气流从所述第二孔进入所述低压室。
11.权利要求10所述改进的喷漆枪，其中，所述高压空气压力至少为60psig，所述第一孔在所述阀闭阻送风气流时使所述高压空气降到10psig以下，所述第一和第二孔在所述阀打开以产生一最大送风气流时使所述高压空气压力降到10psig以下。
全文摘要
一种采用高容低压空气进行操作、具有可调送风空气并适于采用一高压气源的喷漆枪。高压空气从一高压室经过第一或第二两个并联的校准孔以同时供送低压雾化空气和用以控制喷雾造型的低压送风空气。在一个实施例中，两孔将空气供送到一低压室，由低压室再同时供送雾化空气和送风空气。一送风空气控制环调节送到送风喷射孔的低压空气流，转动送风空气控制环同时控制通过第二孔送到低压室的气流和从低压室送到送风喷射孔的气流。
文档编号B05B7/00GK1062102SQ9111143
公开日1992年6月24日 申请日期1991年12月6日 优先权日1990年12月6日
发明者马文·D·伯恩斯, 阿兰·H·弗里茨, 托马斯·E·格里梅 申请人:兰斯伯格公司