具有弯曲通道的喷涂设备的制作方法

具有弯曲通道的喷涂设备的制作方法
【专利摘要】一种系统，包括被构造成安装到喷涂设备的头部的空气帽(300)，其中，该空气帽(300)包括具有曲线流路的至少一个空气通道(304,306,324,326)。
【专利说明】具有弯曲通道的喷涂设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月14日提交的题为“SPRAY DEVICE HAVING CURVEDPASSAGES”的美国非临时专利申请号13/620，606(其被整体地通过引用结合到本文中)的优先权和权益以及2011年9月30日提交的题为“SPRAY DEVICE HAVING CURVED PASSAGES”的美国临时专利申请号61/542，019(其被整体地通过引用结合到本文中)的优先权和权
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【背景技术】
[0003]本发明总体涉及用于喷涂物质、诸如涂覆流体(例如油漆)的系统和方法。
[0004]可使用多种喷涂设备来向目标对象施加喷雾。例如，喷涂设备常常采用诸如加压空气之类的气体来使液体(例如，油漆)雾化以产生喷雾，该喷雾然后被导向目标对象以产生涂层。遗憾的是，这些喷涂设备使气体(例如，空气)流过一系列空气通道，其在离开喷涂设备的头部之前在方向上突然改变。例如，空气通道可包括以锐角相互交叉的多个笔直通道(例如，单独钻的孔)，所述锐角可以是45至90度。由于这些锐角，喷涂设备经历显著的压降和空气流中的湍流(例如，一般地退化的空气流)，其负面地影响在喷涂设备的头部下游形成的喷雾。这些锐角还产生噪声，因为空气流必须在方向上突然改变。此外，退化的空气流可引起喷雾中的不规则性、变形以及通常的不均匀性。结果，该喷雾可能不会在目标对象上提供均匀的涂层。相应地，需要改进的喷涂设备。

【发明内容】

[0005]一种系统包括空气帽，该空气帽被构造成安装到喷涂设备的头部，其中，该空气帽包括具有曲线流路的至少一个空气通道。一种系统可包括喷头，该喷头具有朝着喷头的中心轴线向内偏转的第一曲线空气通道以及朝着喷头的中心轴线向内偏转的第二曲线空气通道，其中，第一和第二曲线空气通道被构造成将第一和第二空气流向内导向喷雾以赋形喷雾。一种系统可包括具有通向液体出口的液体通道的喷涂设备，其中，该喷涂设备被构造成使来自液体出口的液体雾化而形成喷雾。喷涂设备还可包括曲线空气通道，其朝着空气出口逐渐地弯曲，其中，该喷涂设备被构造成用来自空气出口的空气流至少部分地赋形喷雾。
【专利附图】

【附图说明】
[0006]当参考附图来阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些及其他特征、方面以及优点，在全部附图中相同的附图标记表示相同的部分，在所述附图中:
[0007]图1是图示出根据本发明的某些实施例的示例性喷射涂覆系统的图；
[0008]图2是图示出根据本发明的某些实施例的示例性喷射涂覆过程的流程图；
[0009]图3是根据本发明的某些实施例的示例性喷射涂覆设备的截面侧视图；
[0010]图4是具有曲线通道的空气帽的实施例的截面侧视图；[0011]图5是具有曲线通道、例如从空气帽的主体部分伸出的曲线管道的空气帽的实施例的截面侧视图；
[0012]图6是具有曲线通道、例如被保护壁围绕的曲线管道的空气帽的实施例的截面侧视图；
[0013]图7是具有曲线通道、例如被装入保护材料(例如，包覆成型材料)内的曲线管道的空气帽的实施例的截面侧视图；
[0014]图8是具有曲线通道、例如限定曲线通道的多个区段的空气帽的实施例的截面侧视图。
【具体实施方式】
[0015]下面将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应认识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，其可随不同的实现而改变。此外，应当认识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。
[0016]图1是图示出示例性喷射涂覆系统10的流程图，其包括用于向目标对象14施加期望涂层的喷射涂覆设备12。如下面详细地讨论的，喷射涂覆设备12可包括一个或多个曲线通道(例如，曲线空气通道)，所述一个或多个曲线通道被构造成减少与通过喷射涂覆设备12的空气流相关联的湍流、压力、下降以及噪声。此外，可将曲线空气通道构造成改善由喷射涂覆设备12形成的喷雾，例如通过提供更均匀的空气流以赋形喷雾。特别地，曲线空气通道可帮助使液滴均匀地分布在喷雾中，从而帮助增加喷雾到目标对象上的传递效率，同时还在目标对象上提供更均匀涂层。
[0017]另外，喷射涂覆设备12可包括用以能够实现非圆锥形喷雾形状和/或以从设备12的出口到目标对象14以非线性方式(例如，曲线方式)改变的宽度为特征的喷雾形状的特征。在某些实施例中，喷雾形状可以杯状或成凹面的外部轮廓或周界(例如，外边缘)为特征，使得喷雾形状的宽度和/或截面在接近于喷射涂覆设备12的出口的一定距离处大于圆锥形状。在其他实施例中，喷雾形状可以郁金香状轮廓或周界为特征。如下面所讨论的，独特的赋形喷雾特征可能够实现在接近于喷射涂覆设备12的出口的一定距离处具有适当速度的更大覆盖区，从而改善传递效率且因此减少浪费和污染。应注意的是在本公开的上下文中，术语“圆锥形”和“非圆锥形”在被用来描述喷雾形状时意图指的是喷雾形状的截面图的周界的大体形状。这些术语并不意图暗指喷雾颗粒仅沿着喷雾形状的周界行进。相反，可能需要遍及喷雾形状的整个内部空间传递喷雾颗粒。
[0018]所示喷射涂覆设备12可包括空气雾化器、旋转式雾化器、静电雾化器或者任何其他适当喷雾形成机构。在某些实施例中，可将喷射涂覆设备12描述为喷枪，其可包括枪形状，该枪形状具有把手部分、与把手部分连接的桶或主体部分以及用以接合和脱离一个或多个阀的触发器。然而，可在任何类型的喷涂设备上利用该独特的赋形喷雾特征。
[0019]可将喷射涂覆设备12连接到多种供应和控制系统，诸如流体源16、空气源18以及控制系统20。控制系统20便于控制流体源和气源16和18，并确保喷射涂覆设备12在目标对象14上提供可接受质量的喷涂涂层。例如，控制系统20可包括自动控制器22、定位控制器24、流体供应控制器26、空气供应控制器28、计算机系统30以及用户接口 32。
[0020]还可将控制系统20连接到一个或多个定位机构34和36。例如，定位机构34便于目标对象14相对于喷射涂覆设备12移动。定位机构36连接到喷射涂覆设备12，使得喷射涂覆设备12能够相对于目标对象14移动。系统10也能够包括连接到定位机构36的多个喷射涂覆设备12,从而提供对目标对象14的覆盖的改善。相应地，喷射涂覆系统10能够提供计算机控制的涂敷流体的混合、液体和空气流速率以及在目标对象上的喷涂图案/覆盖。根据特定应用，定位机构34和36可包括机器臂、传送带以及其他合适的定位机构。
[0021]图2是用于向目标对象14施加期望喷涂涂层的示例性喷射涂覆过程100的流程图。如图所示，过程100通过识别用于施加期望流体的目标对象14而进行(方框102)。过程100然后通过选择用于向目标对象14的喷涂表面施加的期望流体40而继续进行(方框104)。期望流体可包括基底涂敷流体、油漆、透明涂层、着色剂等。用户然后可继续针对所识别的目标对象14和所选流体40而配置喷射涂覆设备12 (方框106)。目标对象104可包括车辆、家具、器械等。随着用户占用喷射涂覆设备12，过程100然后继续进行以产生所选流体40的雾化喷雾(方框108)。在下面详细地讨论的某些实施例中，雾化喷雾具有非圆锥形喷雾形状，诸如杯状、成凹面形状或郁金香形状。用户然后可在目标对象14的期望表面上施加雾化喷雾的涂层(方框110)。过程100然后继续进行以使施加在期望表面上的涂层固化/干燥(例如，红外固化灯)(方框112)。如果在查询方框114处是用户期望的所选流体40的附加涂层，过程100则通过方框108、110和112进行以提供所选流体40的另一涂层。如果用户在查询方框114处觉得所选流体的附加涂层不理想，则过程100前进至查询方框116以确定用户是否期望新流体的涂层。如果用户在查询方框116处期望新流体的涂层，过程100则通过方框104-114将新的所选流体用于喷射涂覆而进行。如果用户在查询方框116处不要求新流体的涂层，则过程100在方框118处完成。
[0022]图3是图示出喷射涂覆设备12的示例性实施例的截面侧视图。如图所示，喷射涂覆设备12包括连接到主体202的喷涂前端组件200。喷涂前端组件200包括流体配送前端组件204。例如，可将多个不同类型的喷射涂覆设备构造成接收并使用流体配送前端组件204。喷涂前端组件200还包括连接到流体配送前端组件204的喷雾形成组件206。喷雾形成组件206包括空气帽208，其经由保持螺母210可活动地固定于主体202。空气帽208包括多种空气雾化孔口(orifice)，诸如从流体配送前端组件204开始设置在流体前端出口214周围的中央雾化环形孔口 212。空气帽208还可具有一个或多个赋形喷雾孔口，诸如赋形喷雾(例如，空气喇叭)孔口 216、218、220和222，其迫使喷涂的流体形成期望喷雾图案(例如，非圆锥形图案)。喷雾形成组件206还可包括多个其他雾化机构以提供期望的喷雾图案和液滴分布。
[0023]如下面更详细地讨论的，空气帽208可包括曲线通道以改善空气流、减少湍流、减少噪声并改善在喷射涂覆设备12的下游形成的喷雾。在图3的所示实施例中，空气帽208具有多个非曲线空气通道205，每个具有一系列笔直空气通道207和209。特别地，如图3中所示，笔直空气通道207沿着喷射涂覆设备12的纵向轴线211在笔直方向上延伸，而笔直空气通道209相对于纵向轴线211成角度。因此，笔直空气通道207和209相对于彼此成锐角，例如30度至90度。如下面更详细地讨论的，图4-8的公开实施例用曲线空气通道来替换非曲线空气通道205以改善喷射涂覆设备12的操作。
[0024]喷射涂覆设备12的主体202包括用于喷涂前端组件200的多种控制和供应机构。如所示，主体202包括流体配送组件224，其具有从流体进口连接件228延伸到流体配送前端组件204的流体通道226。流体配送组件224还包括流体阀组件230以控制通过流体通道226且到达流体配送前端组件204的流体流动。所示的流体阀组件230具有在流体配送前端组件204与流体阀调整器234之间活动地延伸通过主体202的针形阀232。流体阀调整器234是可针对设置在针形阀232的后段238与流体阀调整器234的内部部分240之间的弹簧236可旋转地调整的。针形阀232还连接到触发器242，使得针形阀232可随着触发器242绕着竖轴接头244逆时针方向旋转而离开流体配送前端组件204向内移动。然而，可将任何适当的可向内或向外打开的阀组件用于本发明的实施例。流体阀组件230还可包括设置在针形阀232与主体202之间的多种封装和密封组件，诸如封装组件246。
[0025]空气供应组件248也被设置在主体202中以便于喷雾形成组件206处的雾化。所示的空气供应组件248经由空气通道252和254从空气进口连接件250延伸到空气帽208。空气供应组件248还包括多种密封组件、空气阀组件以及空气阀调整器以维持并调整通过喷射涂覆设备12的空气压力和流动。例如，所示的空气供应组件248包括连接到触发器242的空气阀组件256，使得触发器242绕着枢轴接头244旋转来打开空气阀组件256以允许从空气通道252到空气通道254的空气流动。空气供应组件248还包括连接到针260的空气阀调整器258，使得针260可经由空气阀调整器258的旋转而移动以调整流向空气帽208的空气。如图所示，触发器242连接到流体阀组件230和空气阀组件256，使得当触发器242朝着主体202的把手262拉动时，流体和空气同时地流向喷涂前端组件200。一旦接合，喷射涂覆设备12产生具有期望喷雾图案(例如，非圆锥形)和液滴分布的雾化喷雾。再次地，所示喷射涂覆设备12仅仅是本发明的示例性实施例。任何适当类型或配置的喷涂设备可受益于本发明的独特空气帽流体雾化和空气赋形方面。
[0026]图4是具有曲线通道302 (例如，曲线空气通道)的空气帽300的实施例的截面侧视图。如图所示，曲线通道302包括在空气帽300的纵向轴线312的两侧308和310的第一和第二曲线空气通道304和306。第一曲线空气通道304朝着纵向轴线312向内弯曲，并在第一空气出口 314处终止。第二曲线空气通道306朝着纵向轴线312向内弯曲，并在第二空气出口 316处终止。在操作中，第一和第二曲线空气通道304和306被构造成将第一和第二空气流318和320导向喷雾322以赋形喷雾322。进一步如图所示，曲线通道302包括在空气帽300的纵向轴线312的两侧308和310的第三和第四曲线空气通道324和326。第三曲线空气通道324朝着纵向轴线312向内弯曲并在第三空气出口 328处终止。第四曲线空气通道326朝着纵向轴线312向内弯曲并在第四空气出口 330处终止。在操作中，第三和第四曲线空气通道324和326被构造成将第三和第四空气流332和334导向喷雾322以赋形喷雾322。
[0027]这些曲线通道302被构造成来改善到喷雾322的空气流，从而改善喷雾322。具体地，可将曲线通道302构造成减少与通过喷射涂覆设备12的空气流相关联的湍流、压力、下降以及噪声。此外，可将曲线空气通道302构造成改善由喷射涂覆设备12形成的喷雾322，例如通过提供更均匀的空气流以赋形喷雾322。具体地，曲线空气通道302可帮助使液滴均匀地分布在喷雾322中，从而帮助增加喷雾322到目标对象上的传递效率，同时还在目标对象上提供更均匀涂层。在所示实施例中，曲线通道302包括四个曲线通道。在其他实施例中，曲线通道302可以任何适当的对称或非对称布置包括任何数目的曲线通道，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。此外，所示曲线通道302以某个曲率半径在约45的角上逐渐地朝着轴312弯曲。在其他实施例中，曲线通道302可在约I至150度、5至120度、10至100度、20至90度、30至60度、40至50度或其之间的任何特定角度的角上相对于轴312逐渐地向内或向外弯曲。此外，每个弯曲通道302的曲率半径可在约0.1至5、0.2至4、0.3至
3、0.4至2或0.5至I英寸或任何其他适当曲率半径之间的范围内。
[0028]可以多种方式来形成空气帽300的曲线通道302。在所示实施例中，空气帽300可以是单件结构，其具有与空气帽300的整体主体336 —体地形成的曲线通道302。例如，整体主体336可由塑料材料模制而成或者由金属材料铸造而成以形成具有一体的曲线通道302的空气帽300。在其他实施例中，多个单独件可限定具有曲线通道302的空气帽300。例如，曲线通道302可以是与主体336分开的单独件(例如，曲线管道)。进一步举例，曲线通道302可与主体336的多个段或区段一起形成。无论制造技术如何，曲线通道302提供在角度方面没有任何突然变化的渐变曲度。换言之，曲线通道302不经历归因于相互交叉的多个笔直通道的任何锐角。
[0029]图5是具有曲线通道302、例如从空气帽300的主体336伸出的曲线管道340的空气帽300的实施例的截面侧视图。在所示实施例中，每个曲线管道340可以是具有管状壁342的单独形成管道，该管状壁342逐渐地弯曲而形成曲线通道302 (例如，曲线通道304、306、324和326)。例如，每个曲线通道340可以是金属管、塑料管、陶瓷管、复合材料管或任何合适材料限定的管。在具有金属曲线管道340的实施例中，可形成管道340且然后使其弯曲至期望曲度。在具有塑料管道340的实施例中，可使管道340成型为限定期望曲度。然而，在各种实施例中可采用曲线管道340的任何适当构造。如所示，曲线管道340离开主体336伸出，并通过适当的安装件344固定于主体336。安装件344可包括可拆卸的或固定的紧固件，诸如螺钉、螺栓、夹持件、粘合剂、皮带、搭扣配合机构、闩锁或任何其他适当紧固件。安装件344还可包括与主体336的整体连接，诸如围绕管道340的包覆成型材料(例如，塑料)。
[0030]图6是具有曲线通道302、例如被保护壁350围绕的曲线管道340的空气帽300的实施例的截面侧视图。例如，保护壁350可限定空心外壳或壳体352，其在不直接接触每个整体曲线管道340的情况下大体上围绕曲线管道340。换言之，保护壁350保持空心内部354，并且每个曲线管道340大体上通过空心内部354。在某些实施例中，保护壁350可由金属、塑料、陶瓷或复合材料制成。相应地，图6的实施例具有保护壁350的多件构造和各个曲线管道340。
[0031]图7是具有曲线通道302、例如装入主体336的保护材料360 (例如，包覆成型材料)内的曲线管道的空气帽300的实施例的截面侧视图。例如，保护材料360可限定实心结构362 (例如，非空心结构)，其直接地沿着其外表面364大体上接触每个曲线管道340。换言之，保护材料360保持实心内部366，并且每个曲线管道340大体上通过实心内部366。在某些实施例中，保护材料360可由金属、塑料、陶瓷或复合材料制成。例如，可用模具材料(例如，塑料)适当地对曲线管道340进行成型或包覆成型，使得曲线管道340基本上或完全被模具材料密封和固定在适当位置。相应地，图7的实施例具有保护材料360的多件构造和各个曲线管道340。
[0032]图8是具有曲线通道302、例如限定曲线通道302的多个区段370、372和374的空气帽300的实施例的截面侧视图。例如，可将每个曲线通道302形成为沿着区段370、372或374中的一个的外表面的曲线凹槽376，然后可随后将区段370、372和374连接在一起以限定空气帽300的主体336。在所示实施例中，例如，区段370可以是第一环形(或内)区段，其具有沿着第一外表面的曲线凹槽376(例如，第一和第二曲线凹槽378和380)。同样地，区段372可以是第二环形(或中间)区段，其具有沿着第二外表面的曲线凹槽376 (例如，第三和第四曲线凹槽382和384)。最后，区段374可以是围绕区段370和372的第三环形(或外)区段。以这种方式，可沿着外表面形成曲线凹槽376以简化制造、维修等。
[0033]虽然在本文中已举例说明并描述了本发明的仅某些特征，但本领域的技术人员将想到许多修改和变更。因此应理解的是所附权利要求意图覆盖落在本发明的主旨精神内的所有此类修改和变更。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 空气帽，该空气帽被构造成安装到喷涂设备的头部，其中，所述空气帽包括具有曲线流路的至少一个空气通道。
2.权利要求1的系统，其中，所述至少一个通道包括曲线管道。
3.权利要求2的系统，其中，所述曲线管道至少部分地被保护壁围绕。
4.权利要求2的系统，其中，所述曲线管道至少部分地被保护材料包围。
5.权利要求4的系统，其中，所述保护材料是包覆成型材料。
6.权利要求1的系统，其中，所述空气帽是单件结构，包含具有曲线流路的所述至少一个空气通道。
7.权利要求1的系统，其中，所述空气帽是多件结构，包含具有曲线流路的所述至少一个空气通道。
8.权利要求7的系统，其中，所述多件结构中的第一件限定具有曲线流路的所述至少一个空气通道，并且所述多件结构中的第二件至少部分地围绕所述第一件。
9.权利要求1的系统，其中，具有曲线流路的所述至少一个空气通道被构造成将空气流导向喷雾以赋形该喷雾。
10.权利要求1的系统，其中，所述至少一个空气通道包括在空气帽的纵向轴线的两侧的第一和第二空气通道，第一空气通道包括朝着纵向轴线向内弯曲的第一曲线通道，第二空气通道包括朝着纵向轴线向内弯曲的第二曲线通道，并且第一和第二空气通道被构造成将第一和第二空气流导向喷雾以赋形该喷雾。
11.权利要求10的系统，其中，所述至少一个空气通道包括在空气帽的纵向轴线的两侧的第三和第四空气通道，第三空气通道包括朝着纵向轴线向内弯曲的第三曲线通道，第四空气通道包括朝着纵向轴线向内弯曲的第四曲线通道，并且第三和第四空气通道被构造成将第三和第四空气流导向喷雾以赋形该喷雾。
12.权利要求1的系统，包括具有空气帽的喷涂设备。
13.权利要求12的系统，其中，所述喷涂设备包括空气阀，空气阀被构造成控制空气流通过所述至少一个空气通道。
14.权利要求12的系统，其中，所述喷涂设备包括通向喷涂设备的头部的液体通道，并且所述喷涂设备被构造成使液体雾化以产生液体喷雾。
15.权利要求13的系统，其中，所述喷涂设备包括液体阀，液体阀被构造成控制液体流通过液体通道。
16.权利要求12的系统，其中，所述喷涂设备包括把手和被构造成控制喷涂设备的操作的触发器。
17.—种系统,包括: 嗔头，包括: 第一曲线空气通道，该第一曲线空气通道朝着所述喷头的中心轴线向内偏转；以及 第二曲线空气通道，该第二曲线空气通道朝着喷头的中心轴线向内偏转，其中，所述第一和第二曲线空气通道被构造成将第一和第二空气流向内导向喷雾以赋形该喷雾。
18.权利要求17的系统，其中，所述第一和第二曲线空气通道包括至少部分地设置在支撑结构中的各第一和第二曲线管道，该支撑结构包括保护壁或保护材料中的至少一个，并且所述第一和第二曲线空气通道离开支撑结构向外伸出。
19.一种系统,包括: 嗔涂设备，包括: 通向液体出口的液体通道，其中，所述喷涂设备被构造成使来自液体出口的液体雾化以形成喷雾； 曲线空气通道，该曲线空气通道逐渐地朝着空气出口弯曲，其中，所述喷涂设备被构造成用来自空气出口的空气流至少部分地赋形该喷雾。
20.权利要求19的系统，其中，所述曲线空气通道的空气出口在离开液体出口的下游方向上轴向地偏离 液体出口。
【文档编号】B05B7/08GK103930217SQ201280056188
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】丹尼尔·J.·哈瑟尔施沃特, 罗杰·T.·塞多斯 申请人:博兰智涂装控股公司