用于静电喷枪的叶轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及用于喷涂诸如涂料、密封剂、涂层、瓷釉、胶粘剂、粉末等的流体的涂覆器。更具体地，本发明涉及静电喷枪。
【背景技术】
[0002]在静电喷涂系统中，在喷枪与要被喷涂的对象或物件之间附近产生静电场。喷涂颗粒通过该电场传播，并且各个颗粒在通过该电场时拾取电荷。带电粒子因此被吸附到要被喷涂的物件。通过该过程，可以将更高百分比的喷涂颗粒引导到实际要被喷涂的物件，并因此与传统方法相比较喷涂效率大大改进。静电喷涂枪对于涂覆非导电液体和粉末尤其有用，尽管该静电喷涂枪可能要与喷涂导电液体结合使用。
[0003]在典型的静电喷涂系统中，电离电极放置在喷涂枪喷涂孔口附近，要被涂漆的物件保持处于接地电势，并且在电离电极与物件之间形成静电场。电极与地面之间的距离可能大约为0.5米或更小；因此，施加到喷枪电极的电压必须必然非常高，以形成具有足够强度的静电场以产生大量离子/粒子相互作用，从而在涂料颗粒与对象之间形成充分的吸引力。在喷涂操作中获得适当的效率度，将大约20，000-100，000伏(20-100kV)的静电压施加到喷枪电极并非异常。典型地，50微安培级别的电离电流从喷枪电极流动。
[0004]静电喷枪可以是手持式喷枪或可通过遥控连接操作的自动喷枪。可以使用诸如增压空气、液压力、或离心力的不同的主要雾化作用力雾化喷涂流体。可以以各种方法产生用于静电电压的电力。在许多系统中，外部电源连接到静电喷枪。然而，在其它设计中，可以通过位于静电喷枪中的交流发电机产生电力。例如，美国专利第4，554，622,4, 462，061、4，290，091,4, 377，838,4, 491，276和7，226，004号描述了具有空气动力涡轮机的静电喷枪，其中所述空气动力涡轮机驱动交流发电机，所述交流发电机又供应电压倍增器以提供充电电压。
【发明内容】
[0005]例如在静电喷枪中使用的交流发电机包括交流发电机、壳体和叶轮。电磁交流发电机具有轴。电磁交流发电机设置在壳体内。壳体具有空气孔口。叶轮在壳体内安装到轴从而与空气孔口对准。叶轮包括具有弯曲前缘和后缘的叶片。
[0006]在另一个实施例中，交流发电机组件包括壳体、交流发电机、轴和叶轮。壳体具有入口开口。交流发电机设置在壳体中。交流发电机包括包围转子的定子。轴从转子延伸。叶轮包括安装到轴的毂、和从毂延伸的多个刀片。每一个叶片具有一曲率以在整个弧上垂直于入口开口，每一个叶片在所述整个弧范围内遇到入口开口的瞄准线。
【附图说明】
[0007]图1是显示连接到流体供应装置并排放到对象上的静电喷枪的静电喷涂系统的示意图；
[0008]图2是图1的静电喷枪的透视图，显示了连接到操作主体和喷涂末端组件的枪筒；
[0009]图3是图2的静电喷枪的分解图，显示了被构造成位于焊枪主体内的交流发电机和电源；
[0010]图4A是图3的交流发电机的分解图，显示了叶轮和安装在定子组件内的转子；
[0011]图4B是图3的交流发电机的剖视图，显示了连接到转子的叶轮和轴承；
[0012]图5A-5C显示了相对于壳体中的空气入口开口处于各种位置的叶轮。
【具体实施方式】
[0013]在本发明的实施例中，静电喷枪包括交流发电机组件，所述交流发电机组件包括具有弯曲叶片的叶轮。静电喷枪使用驱动电磁交流发电机的定子内的转子的空气动力涡轮机产生内部电源。叶轮叶片被弯曲以优化撞击在叶片上以产生旋转的压缩空气的接收。具体地，叶片的后缘被弯曲成垂直于从交流发电机壳体指向叶片的压缩空气射流。本公开的图1-3描述了其中可以使用弯曲叶轮叶片的静电喷枪。图4A-5B描述支撑套的各个方面、实施例和益处。
[0014]图1是显示连接到流体供应装置14并排放到对象16上的静电喷枪12的静电喷涂系统10的示意图。泵18连接到流体供应装置14并经由软管20将加压流体提供给喷枪12。喷枪12还经由软管22连接到加压空气源(未示出)。对象16例如通过从支架24悬挂下来而被接地。参照流体喷涂系统描述静电喷洒系统10，但是本发明可以使用诸如粉末等的其它涂覆材料。虽然图1-3具体参考空气协助系统被描述，但是本发明还可以与空气喷涂系统一起使用。
[0015]操作者26将喷枪12定位成接近对象16，大约0.5米或更小。在致动喷枪12上的触发器时，加压空气被供应给喷枪12内的涡轮机，其中所述涡轮机驱动交流发电机以生成电力。电力被供应给靠近喷枪12的喷涂末端的电极。因此，在电极与对象16之间产生电场EF。静电喷涂系统10在各个点处被接地。例如，地线28和/或导电空气软管22可以使喷枪12接地。在整个静电喷涂系统10中可以使用其它接地线和导电材料以提供接地作用。同时，触发器的致动允许加压流体从泵18通过喷涂末端，藉此雾化的流体颗粒在电场EF中变得带电。带电粒子因此被抽吸到被接地的对象16。对象16经由支架24被悬挂并且带电流体颗粒包裹对象16，从而显著减小过度喷涂。
[0016]图2是图1的静电喷枪12的透视图，显示了连接到手柄主体32和喷涂末端组件34的枪筒30。手柄主体32的手柄36连接到空气入口 38、空气出口 40和流体入口 42。手柄主体32的壳体连接到枪筒30。空气控制装置46连接到壳体44内的开/关阀(参见图3中的空气针66)并控制压缩空气从空气入口 38到喷枪12的部件的流动。空气调节器47A-47B控制空气从上述开/关阀到喷涂末端组件34的流动。触发器48连接到枪筒30内的流体阀(参见图3中的流体针74)并被构造成控制加压流体从流体入口 42经由流体管50通过喷涂末端组件34的流动。空气控制装置46控制空气到交流发电机的流动。空气然后在出口 40处离开喷枪12。
[0017]触发器48的致动同时允许压缩空气和加压流体到达喷涂末端组件34。一些压缩空气用于影响流体从喷涂末端组件34的流动，并因此在端口 52A和52B或其它这种端口处离开喷枪12。在空气喷涂系统中，一些压缩空气还用于在流体离开喷涂孔口时直接使该流体雾化。在空气喷涂系统和空气辅助系统两者中，一些压缩空气还用于使将电力提供给电极54的交流发电机旋转，并且在出口 40处离开喷枪12。图3显示了交流发电机和用于电极54的相关电源。
[0018]图3是图2的静电喷枪12的分解图，显示了被构造成位于手柄主体32和枪筒30内的交流发电机56和电源58。交流发电机56经由带状电缆60连接到电源58。交流发电机56连接到电源58，并且当被组装时，交流发电机56装配到壳体44内，而电源58装配到枪筒30内。由交流发电机56生成的电力被发送到电源58中。在空气辅助系统中，包括弹簧62和导电环64的电路将电荷从电源58输送到喷涂末端组件34内部的电极54。空气喷涂系统可以具有将交流发电机连接到电极的其它电路。
[0019]空气针66和密封件68包括用于控制通过喷枪12的压缩空气的开/关阀。空气控制阀46包括延伸通过壳体44到达触发器48的空气针66，所述触发器48可以被致动以移动密封件68并控制压缩空气从空气入口 38通过手柄主体32内的通道的流动。弹簧70将密封件68和触发器48偏置到关闭位置，同时可以调节旋钮72以操纵阀46。在密封件68打开的情况下，来自入口 38的空气通过手柄主体32内的通道流动到交流发电机56或喷涂末端组件34。
[0020]流体针74包括用于控制通过喷枪12的加压流体的流体阀的一部分。触发器48的致动还直接地移动流体针74，其中所述流体针经由盖76联接到触发器48。弹簧78位于盖76与触发器48之间以将针偏置到关闭位置。针74通过枪筒30延伸到喷涂末端组件34。
[0021]喷涂末端组件34包括基座壳体80、垫圈81、末端82、空气盖84和固定环86。在空中辅助系统中，流体针74接合基座壳体80以控制加压流体从流体管50直到喷涂末端组件34的流动。垫圈81在基座壳体80与末端82之间进行密封。末端82包括将来自基座壳体80的加压流体排出的喷涂孔口 87。电极54从空气盖84延伸。在空气辅助系统中，高压流体通过喷涂孔口 87被供给，其中电极54从所述喷涂孔口 87偏移。通过使高压流体通过小孔口来产生雾化。在空气喷涂系统中，电极从喷涂孔口延伸，使得电极和喷涂孔口同心。低压流体经过大的喷涂孔口，并且通过碰撞来自空气盖34的气流被雾化。在任一系统中，空气盖84包括诸如端口 52A和52B(图2)的端口，其中所述端口接收加压空气以基于调节器47A和47B的设置雾化来自末端82的流体流并且使所述流体流成形。在其它实施例中，枪12可以在没有端口 52A和52B中的任一个的情况下操作，或者可以仅在端口 52A和52B中的一个的情况下操作。
[0022]交流发电机56在加压空气的作用力的操作下将电能提供给电源58，所述电源进而将电压施加给电极54。电极54产生将电荷施加到初始来自于末端82的雾化流体的电场EF(图1)。由电场EF产生的电晕效应将带电流体颗粒运送到旨在要被流体涂布的对象。保持环86保持空气盖84和末端82与枪筒30组装在一起，同时基座壳体80被拧入到枪筒30中。
[0023]图4A是图3的交流发电机56的分解图，显示了电磁交流发电机和叶轮。具体地，交流发电机56包括壳体88、叶轮90、轴承92A、轴承92B、转子94、轴96、定子组件98、带状电缆60、端盖102、保持夹104和密封件106。图4B是图3的交流发电机56的剖视图，显示定子组件98。定子组件98包括定子铁心108、绕组110、罩112和套114。同时论述图4A和图4B。
[0024]端盖102连接到壳体88以形成交流发电机56的部件设置在其内的罐。轴96延伸通过转子94内的内孔，使得相反的两个远端从转子94延伸。轴承92A和92B被装配到轴96上并且连结至套114。具体地，毂116A和116B在转子94的相反两侧装配在轴96的端部上，同时叉状物118A和118B延伸至套114。如图4B中可以看到的，叉状物118A和118B锚固在套114中的凹穴120A和120B内。在本发明的一个实施例中，轴承92A和92B包括油浸溃焙烧青铜轴承。在进一步的其它实施例中，轴承92A和92B被诸如含氟聚合物的抗溶剂涂层覆盖。在美国专利第7，226，004号中描述了用于轴承的这种涂覆，其中该美国专利被授予给Graco Minnesota Inc.。叶轮90紧邻轴承92A被装配到轴96上。具体地,毂121插入在轴96上，同时叶片122从毂121朝向壳体88大致径向向外延伸。
[0025]叶轮90、转子94和定子组件98插入在壳体88中。定子组件98的套114被紧密配合或压配合到壳体88