液体垂直喷雾回吸装置及液体垂直喷雾回吸控制方法与流程

本发明属于液体雾化喷涂技术领域，更具体地说，是涉及一种液体垂直喷雾回吸装置及液体垂直喷雾回吸控制方法。

背景技术：

液体雾化喷涂过程是将喷涂液体装入带有喷嘴的封闭容器内，通过对喷涂液体加压，液体加压后从喷嘴中喷出并雾化。在雾化喷涂过程中，经常会因为喷雾暂停或者停止后出现漏液的现象，导致喷涂不均匀，并且浪费喷涂液体。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液体垂直喷雾回吸装置及液体垂直喷雾回吸控制方法，旨在解决液体垂直喷雾过程中出现滴漏的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种液体垂直喷雾回吸装置，包括：

喷雾管，内部活动设有第一密封活塞；所述第一密封活塞、所述喷雾管的底壁以及所述喷雾管的侧壁围成液体腔；所述喷雾管的底壁设有喷嘴；所述第一密封活塞、所述喷雾管的顶壁以及所述喷雾管的侧壁围成空气腔；所述空气腔的内部设有气压检测装置；

充气管，内部活动设有推杆，所述推杆沿所述充气管的轴向设置；所述推杆的一端设有第二密封活塞、另一端设有用于驱动所述活动推杆的驱动机构；所述充气管与所述空气腔连通；

泄压阀，与所述充气管的内部连通；

控制器，分别与所述驱动机构、所述泄压阀以及所述气压检测装置电连接。

作为本申请另一实施例，所述空气腔的内部设有温度检测装置，所述温度检测装置与所述控制器电连接。

作为本申请另一实施例，所述空气腔的内部设有位置检测装置；所述位置检测装置与所述控制器电连接。

作为本申请另一实施例，所述充气管的容积大于所述喷雾管的容积。

本发明提供的液体垂直喷雾回吸装置，喷雾工作时，控制器控制泄压阀关闭，控制驱动机构驱动推杆沿充气管向下运动，将充气管中的空气充入喷雾管的空气腔内，空气腔内气压增大，在空气腔中设置气压检测装置，实时检测空气腔内的气压，空气腔中的气压超过一定的气压值，驱动第一密封活塞沿充气管向下运动，记录此时的气压值，喷雾管内的液体腔内的压力增大，液体从喷嘴喷出。

喷雾暂停或者停止时，控制器控制泄压阀打开，控制器控制驱动机构驱动推杆沿充气管向上运动，将空气腔中的空气吸入充气管中，空气腔中的压力减小至小于记录的气压值后，空气腔中的压力小于液体腔中的压力，液体腔中的液体驱动第一密封活塞沿喷雾管向上运动，将喷嘴处的液体回吸至液体腔中。

本发明提供的液体垂直喷雾回吸装置，与现有技术相比，液体垂直喷雾暂停或者停止后，通过减小液体腔内的压力，将喷嘴处的液体回吸至液体腔内，消除滴漏现象。

本发明还提供一种液体垂直喷雾回吸控制方法，包括初始推动状态控制方法和停止推动状态控制方法；所述推动状态控制方法中，所述位置检测装置检测到所述第一密封活塞的位置移动时，记录此时所述气压检测装置检测到的气压值；所述停止推动状态控制方法中，所述气压检测装置检测到所述空气腔内的气压等于记录的气压值时，关闭所述泄压阀。

作为本申请另一实施例，作为本申请另一实施例，所述初始推动状态控制方法包括以下步骤：

a1、所述控制器关闭所述泄压阀：

a2、所述控制器开启所述驱动机构，所述驱动机构推动所述推杆沿所述充气管向下运动；

a3、所述位置检测装置实时检测所述第一密封活塞的位置；

a4、所述第一密封活塞发生位移时，记录所述气压检测装置检测到的气压值。

作为本申请另一实施例，所述停止推动状态控制方法包括以下步骤：

b1、所述控制器开启所述泄压阀；

b2、所述控制器开启所述驱动机构，所述驱动机构推动所述推杆沿所述充气管向下运动；

b3、所述气压检测装置实时检测所述空气腔内的气压值，所述空气腔内的气压值达到记录的气压值时，所述控制器关闭所述泄压阀。

作为本申请另一实施例，所述初始推动状态控制方法中，所述初始推动状态控制方法中，设定所述充气管向所述空气腔的充气量；

若所述充气管向所述空气腔的充气量到达预充气量，所述第一密封活塞仍保持静止，则减小所述充气管向所述空气腔的充气速度；

若所述充气管向所述空气腔的充气量没有达到预充气量，所述第一密封活塞开始移动，则根据所述喷嘴的开口大小控制所述充气管向所述空气腔的充气速度。

作为本申请另一实施例，所述停止推动控制方法中，对于动力粘度小于等于2的液体，所述泄压阀关闭时，所述控制器控制所述驱动机构停止运行；对于动力粘度大于2的液体，所述泄压阀关闭时，所述控制器控制所述驱动机构继续运行。

本发明提供的液体垂直喷雾回吸控制方法，与现有技术相比，液体垂直喷雾暂停或者停止后，通过减小液体腔内的压力，将喷嘴处的液体回吸至液体腔内，消除滴漏现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液体垂直喷雾回吸装置的结构示意图；

图2为喷雾管的内部结构示意图；

图3为充气管的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的液体垂直喷雾回吸控制方法的初始推动状态控制流程图；

图5为本发明实施例提供的液体垂直喷雾回吸控制方法的停止推动状态控制流程图；

图中：1、喷雾管；11、第一密封活塞；12、液体腔；13、空气腔；14、喷嘴；15、气压检测装置；16、温度检测装置；2、充气管；21、推杆；22、第二密封活塞；23、驱动电机；24、第一齿轮；25、第二齿轮；26、套管；3、连接管；4、泄压阀。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的液体垂直喷雾回吸装置进行说明。液体垂直喷雾回吸装置，包括喷雾管1和充气管2，喷雾管1的内部设有第一密封活塞11，第一密封活塞11能够沿喷雾管1的轴向运动，第一密封活塞11将喷雾管1分为两个区域，第一密封活塞11的下部是液体腔12，第一密封活塞11的上部是空气腔13，液体腔12由第一密封活塞11、喷雾管1的底壁以及喷雾管1的侧壁围成，喷雾管1的底壁设有喷嘴14，液体腔12内的液体通过喷嘴14以雾化颗粒的形式喷出。空气腔13由第一密封活塞11、喷雾管1的顶壁以及喷雾管1的侧壁围成。

充气管2的内部设有推杆21，沿充气管2的轴向设置，推杆21的一端设有第二密封活塞22，另一端设有驱动机构，驱动机构驱动推杆21在充气管2内轴向运动，第二密封活塞22位于充气管2的内部，并且能够在推杆21的推动下沿充气管2的轴向运动。充气管2与空气腔13通过连接管3连通，驱动机构驱动推杆21向下运动时，第二密封活塞22向下运动，将充气管2内的空气充入空气腔13中，空气腔13中气压增大，气压超过一定值后，空气腔13内的空气推动第一密封活塞11向下运动，压缩液体腔12内的液体，液体受到压缩后从喷嘴14中喷出。

充气管2连通泄压阀4，喷雾暂停或者停止时，停止对空气腔13内充气加压，但是因为空气腔13内的压力较大，第一密封活塞11可能会沿喷雾管1继续向下运动，液体腔12内的液体继续受到压力，液体会从喷嘴14中滴漏。为了防止滴漏，喷雾停止后，驱动机构反向运行，推杆21沿充气管2向上运动，同时打开泄压阀4，因为充气管2与空气腔13连通，所以空气腔13中的空气从泄压阀4外泄，空气腔13中的气压减小，对第一密封活塞11的压力减小，第一密封活塞11停止向下运动，喷嘴14中不发生滴漏。

空气腔13内设有气压检测装置15，实时检测空气腔13中的气压，喷嘴14开始喷雾时，记录此时的空气腔13中的气压，在回吸过程中，气压检测装置15检测到气压为记录的气压值时，表示空气腔13的气压与液体腔12的压力平衡，压力平衡后，关闭驱动机构和泄压阀4。

控制器分别于驱动机构、泄压阀4和气压检测装置15电连接，用于接收气压检测装置15的信号并控制驱动机构的运行以及控制泄压阀4的开闭。

本发明提供的液体垂直喷雾回吸装置，与现有技术相比，液体垂直喷雾暂停或者停止后，通过减小液体腔12内的压力，将喷嘴14处的液体回吸至液体腔12内，消除滴漏现象。

作为本发明提供的液体垂直喷雾回吸装置的一种具体实施方式，空气腔内设置与控制器电连接的温度检测装置16，用于检测空气腔内的环境温度，并将温度数据传递到控制器。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，空气腔的内部设有位置检测装置，用于检测第一密封活塞11的位置，位置检测装置与控制器电连接，第一密封活塞11的位置移动时，位置检测装置将报警信号传递到控制器，控制器做出提示。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在喷雾管1的侧壁设有透明的观察窗，观察窗沿喷雾管1的轴向设置为条形窗口，观察窗设置在喷雾管1的与第一密封活塞11对应的位置，观察窗的长度设为喷雾管1的长度的一半。透过观察窗可以观察液体腔12中的液面的位置以及第一密封活塞11的位置，充气管2向空气腔13充气时，在第一密封活塞11发生位移时，记录此时的空气腔13的气压值，此时的气压值更接近空气腔13与液体腔12的平衡点。在回吸过程中，空气腔13中的气压达到记录的气压值时，表示空气腔13的气压与液体腔12的气压达到平衡。

优选地，在观察窗处设置刻度线，刻度线的基准线为喷雾管1的底壁，即液体的底面，通过刻度线可以清楚的得知液体腔12中的液体的液面高度。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，推杆21的外部套设一段套管26，套管26的外壁固定在充气管2的内壁，套管26的内径与推杆21的直径相同，在套管26的内壁设有内螺纹，推杆21的外壁设有与内螺纹相匹配的外螺纹。通过转动推杆21，实现推杆21沿充气管2的轴向移动。

第二密封活塞22设置在推杆21的下端部，推杆21转动时，为了防止第二密封活塞22跟随推杆21转动，第二密封活塞22的侧壁与充气管2的内壁长时间摩擦而导致密封性降低，在第二密封活塞22的上表面设有一个容纳槽，容纳槽内安装一个轴承，将轴承的外圈固定在容纳槽的侧壁，将推杆21的下端部固定在轴承的内圈。推杆21转动时，带动轴承的内圈转动，轴承的外圈保持固定，推杆21上下运动时，能够通过轴承带动第二密封活塞22上下运动。

驱动机构包括驱动电机23、第一齿轮24和第二齿轮25，驱动电机23设置在充气管2的顶部，驱动电机23的输出轴与推杆21平行设置，第一齿轮24设置在驱动电机23的输出轴并且与驱动电机23的输出轴共轴设置，第二齿轮25设置在推杆21的顶部，并且与推杆21共轴设置，第一齿轮24和第二齿轮25安装完成后啮合配合。驱动电机23启动时带动第一齿轮24转动，第一齿轮24带动第二齿轮25转动，进而带动推杆21转动，推杆21转动时沿套管26轴向运动。

优选地，第一齿轮24的直径小于第二齿轮25的直径，第二齿轮25的转速小于第一齿轮24的转速，第一齿轮24和第二齿轮25动力传输时起到减速作用，避免推杆21运动速度过快。

第二齿轮25的厚度大于第一齿轮24的厚度，第二齿轮25随推杆21上下运动时，不会与第一齿轮24脱离。

充气管2的容积大于喷雾管1的容积，保证喷雾管1中的液体喷完后，第二密封活塞22仍没有到达充气管的底部。

本发明还提供一种液体垂直喷雾回吸控制方法，包括初始推动状态控制方法和停止推动状态控制方法。

初始推动状态控制方法中，控制器控制泄压阀4关闭，控制器控制驱动机构开启，驱动推杆21沿充气管2向下运动，向空气腔13内充气。在喷嘴14开始喷雾时，记录气压检测装置15检测的气压值。

以上控制通过jql算法实现：

jql算法公式：

第一密封活塞11运动所需的推力f：

f＝ff+f1-g

ff为第一密封活塞11与喷雾管1的内壁的摩擦力；

g为第一密封活塞11的重力；

f1为液体的粘性阻力：

公式中：

s1为喷雾管1的内壁与液体的接触面积：

为水平速度梯度；

u为液体动力粘度，

a、b、c为液体特性系数常数。

产生推力f时空气腔13的空气的密度

其中s为空气腔13的横截面积：

d为空气腔13的直径；

空气腔13的进气量

在空气腔13中设置有温度检测装置16，检测空气腔13内的温度t；

v为空气腔13的体积与充气管2内的第二密封活塞22与充气管2的底壁之间的空间的体积之和：v＝(h-h1-h2)s；

h为充气管2的长度与喷雾管1的长度之和；

h1为推杆21伸入充气管2的长度与第二密封活塞22的厚度之和；

k2为液面高度；

单位时间内的充气量

充气量与驱动电机23的转速关系如下：

l＝f(v)s3

f(v)为驱动电机23德比转速与推杆21轴向运动速度转换关系；

s3为第二密封活塞22的横截面积。

停止推动状态控制方法中，控制器控制泄压阀4打开，控制器控制驱动机构运行，驱动机构驱动推杆21沿充气管2向上运动，直至气压检测装置15检测到实时气压值为记录的气压值时，控制泄压阀4关闭。

在初始推动状态控制方法中，设定充气管2向空气腔13的预充气量，当充气量达到预充气量后，喷嘴14仍没有喷雾，或者第一密封活塞11仍没有运动，减小对空气腔13的充气速度，防止液体腔12内的压力增速过快导致喷嘴14突然大量喷射。当充气量未达到预充气量喷嘴14就开始喷射或者第一密封活塞11就开始运动，根据喷子大小的不同控制充气，此时对空气的控制通过xdyd算法实现：

p为空气舱内的空气的密度；

s为空气舱的横截面积：

其中d为空气舱的直径；

t为温度检测装置16所测得工作环境温度；

s为喷嘴14横截面积。

在停止推动状态控制方法中，对于动力粘度小于等于2的液体，打开泄压阀4后，空气腔13内的压力与大气压相等，空气舱13内的压力能够平衡密封活塞的自身重量、与喷雾管的内壁的摩擦力以及液体的粘性阻力，液体不再受压力，此时可以关闭泄压阀4，控制器控制驱动机构停止运行，即可实现对液体的回吸。

对于东西粘度大于2的液体如油漆，泄压阀4打开时，空气腔13内的气压与外界气压相等时，空气舱内的压力并不能平衡第一密封活塞11的自身重力、与喷雾管的内壁的摩擦力以及液体的粘性阻力，第一密封活塞仍对液体有压力，此时驱动机构需要继续驱动推杆21向上运动，进一步减小空气舱内的气压才可以实现液体回吸，驱动机构驱动推杆21继续运动时，运用rjql算法和fjql算法控制驱动机构的运动。

fjql算法：

向上拉动第一密封活塞11所需拉力f＝ff+f1+g

rjql算法：

其中p1为气压检测装置15检测到的实时气压；

v为空气舱的体积：v＝(h-h1-h2)s；

h为喷雾管1的高度；

h1为第一密封活塞11的厚度；

k2为液面高度；

t为温度检测装置16所测得工作环境温度；

p0为初始推动状态记录的空气舱内的气压；

t为时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。