级联系统的制作方法

本申请主张2015年8月5日申请的名为“级联系统(CASCADE SYSTEM)”的第62/201,431号美国临时专利申请的优先权与权益，所述美国临时专利申请全文以引用方式并入本文中。

背景技术：

本申请总的来说涉及静电喷涂工具。

静电喷涂工具输出带电材料的喷雾以较有效地对物体进行涂布。例如，静电工具可用于对物体进行涂刷。在操作中，当材料离开静电工具的喷涂末端并朝向接地的物体行进时，材料带电。接地目标吸引带电材料，其中带电材料接着粘附到接地目标的外表面。不幸的是，充电机构增加了静电工具的重量，这可导致用户的不适。

技术实现要素：

在下文中概述了范围与初始主张的发明相称的某些实施例。这些实施例不旨在限制本发明的范围，而实际上，这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包含静电工具，静电工具具有级联结构，级联结构包含：电气部件，被配置成将第一电压的交流电转换为第二电压的直流电；以及壳体，被配置成将电气部件电隔离。壳体的形状与电气部件相适应。

在另一实施例中，一种系统包含级联系统，级联系统具有：振荡器，包含第一横截面形状，被配置成将低电压交流电信号转换为低电压直流电信号；以及变压器，具有第二横截面形状，被配置成将低电压直流电信号转换为高电压信号。级联结构还包含：壳体，具有被配置成适应第一横截面形状的振荡器端以及被配置成适应第二横截面形状的变压器端。

在另一实施例中，一种系统包含静电工具，静电工具具有：手柄部分，包含发电机以及发电机空气通道；筒管部分，耦接到手柄部分；以及级联结构，被配置成安装在筒管部分内并将低电压交流电(AC)信号转换为高电压直流电(DC)信号。级联结构包含：内部电气部件；以及外部壳体，被配置成与电气部件的形状相适应。

附图简单说明

当参照附图阅读具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在全部附图中，相同附图标记表示相同部分，其中：

图1是具有级联系统的静电工具系统的实施例的横截面侧视图；

图2是图1所示的级联系统的分解图；

图3是图2的所组装的级联系统的实施例的立体图；以及

图4是图2的级联系统的实施例的端视图。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或更多个具体实施例。致力于提供对这些实施例的简明描述，在本说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出众多专门针对实施方案的决策来实现开发者的特定目标，例如，符合系统相关和商业相关的约束条件，所述约束条件针对不同的实施方案可以有所不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂和费时的，但是仍然将是可受益于本公开的一般技术人员进行设计、构造和制造的例行工作。

当介绍本公开的各种实施例的要素时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示可存在一或更多个这样的要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的并且表示可存在除所列出的要素以外的额外要素。

本公开总的来说涉及一种静电工具系统，所述静电工具系统能够使与压缩气体(例如，空气)一起喷射的材料带电。更具体来说，本公开涉及一种静电充电系统，其中所述静电充电系统具有低重量级联系统，所述低重量级联系统将空间使用和固定材料(例如，灌封材料)减到最少。如下文更详细地论述，级联结构的壳体较牢固地装配在电子部件周围，以使得壳体较小，并且使用较少灌封材料将电子部件固定在壳体内。壳体包含两个或更多个部分以使得壳体的每一端装配在一些或全部的电气部件周围，如下文所解释。壳体还可被构造成安全且牢固地隔离在级联结构内的电气部件之间传送电压的电线。

图1是静电工具系统8的实施例的横截面侧视图。如图示，静电工具系统8包含级联系统10和静电工具12，其中级联系统10和静电工具12被配置成使材料(例如，油漆、溶剂等)带电，并将所述材料朝向具有电吸引力的目标喷涂。静电工具12从材料供应器14接收可喷涂的材料，其中静电工具12将可喷涂的材料与来自空气供应器16的压缩空气一起喷出。材料供应器14可被配置成存储并供应液体和/或粉末涂布材料(例如，油漆)。

如图示，静电工具12包含手柄18、筒管20和喷涂末端组件22。喷涂末端组件22包含流体喷嘴24、空气雾化帽26和保持环28(例如，带螺纹的环)。流体喷嘴24可以可移除地插入到筒管20的容口30中。如图示，空气雾化帽26盖住流体喷嘴24，并且用保持环28可移除地固定(例如，螺纹拧入)到筒管20。空气雾化帽26包含各种空气雾化孔，例如，设置在流体喷嘴24的液体末端出口32周围的中央雾化孔30。空气雾化帽26还可具有一个或更多个喷雾成形空气孔，例如，使用空气射流以迫使喷雾形成期望喷雾图案(例如，平射喷雾)的喷雾成形孔34。喷涂末端组件22可还包含各种其它雾化机构以提供期望喷雾图案和液滴分布。

静电工具12包含用于喷涂末端组件22的各种控制和供给机构。如图示，静电工具12包含液体输送组件36，其中液体输送组件36具有从液体入口耦接件40延伸到流体喷嘴24的液体通道38。液体管道42包含在液体输送组件36中。液体管道42包含第一管道连接器44和第二管道连接器46。第一管道连接器44将液体管道42耦接到液体入口耦接件40。第二管道连接器46将液体管道耦接到手柄18。手柄18包含材料供应耦接件48，从而使静电工具12能够从材料供应器14接收材料。因此，在操作期间，材料从材料供应器14流动穿过手柄18并进入到液体管道42中，在那里材料被传送到流体喷嘴24以进行喷涂。

为了控制液体和空气流动，静电工具12包含阀门组件50。随着阀门组件50打开和关闭，阀门组件50同时控制液体和空气流动。阀门组件50从手柄18延伸到筒管20。所图示的阀门组件50包含流体喷嘴顶针52、轴54和空气阀门顶针55，其中空气阀门顶针55耦接到空气阀门56。阀门组件50在液体喷嘴24与阀门调整器58之间可移动地延伸。阀门调整器58对抗设置在空气阀门56与阀门调整器58的内部部分62之间的弹簧60的作用而可旋转地调整。阀门组件50还在点65处耦接到扳机64，以使得阀门组件50的流体喷嘴顶针52可随着扳机64在顺时针方向66上旋转而远离流体喷嘴24向内移动。更具体来说，扳机64在顺时针方向66上的旋转使移动阀门组件50沿方向68移动，这使流体喷嘴顶针52回撤到开启位置，从而使流体能够流动到流体喷嘴24中。类似地，当扳机64在逆时针方向70上旋转时，流体喷嘴顶针52在方向72上移动，从而密封流体喷嘴24并阻挡进一步的流体流动。

空气供应组件71也设置在静电工具12中，从而用来自空气供应器16的压缩空气在喷涂末端组件22处实现雾化。所图示的空气供应组件71穿过空气通道74而从空气入口73延伸到喷涂末端组件22，直到空气雾化帽26。空气通道74包含多个空气通道，包含主空气通道76和发电机空气通道78。如上所述，阀门组件50通过扳机64的移动而控制穿过静电工具12的流体流动和空气流动。随着扳机64在顺时针方向66上旋转，扳机64打开空气阀门56。更具体来说，扳机64在顺时针方向66上的旋转通过空气阀门顶针55的移动而导致空气阀门56在方向68上的移动。随着空气阀门56在方向68上移动，空气阀门56从密封座80脱开，从而使空气能够从主空气通道76流动到空气室82中。空气室82与发电机空气通道78连通，并有助于空气流从主空气通道76进入到发电机空气通道78。

相比之下，当扳机64在逆时针方向70上旋转时，空气阀门56在方向68上移动，从而重新密封在密封座80上。一旦空气阀门56重新密封在密封座80上，空气便不能够从空气供应器16行进穿过主空气通道76并进入到空气室82中，以分配到发电机空气通道78中。因此，扳机64的激活使得液体和空气流同时流到喷涂末端组件22。实际上，一旦操作员扣动扳机64，阀门组件50便在方向68上移动。阀门组件50在方向68上的移动导致流体喷嘴顶针52从流体喷嘴24撤回，从而使流体能够进入流体喷嘴24。同时，阀门组件50的移动导致空气阀门56从密封座80脱开，以使得空气流通过主空气通道76并进入到空气室82。空气室82接着分配空气以供喷涂末端组件22使用(即，用以成形和雾化)以及供电力组件84使用。

电力组件84包含发电机86、级联系统10和电离针90。如上文所解释，空气室82使空气流动能够分配到发电机空气通道78中。发电机空气通道78穿过手柄18将气流79从空气室82向回引导并与涡轮机(例如，多个叶片)或风扇92接触。气流导致涡轮机92使轴94旋转。发电机86将来自旋转轴94的机械能转换为电能以供级联系统10使用。级联系统10是将来自发电机86的低电压交流电(AC)(例如，40,000V)转换为高电压直流电(DC)(例如，65,000V)的电路。级联系统10将高电压直流电输出到电离针90，其中电离针90接着产生电离场96，该电离场96使静电工具12所喷涂的雾化液体带电。如下文详细地解释，级联系统10包含使用较少灌封材料且保护电线的较小且因此较轻的部件。

图2是图1的级联系统10的实施例的分解图。在一些实施例中，级联系统10可以是可更换的，或另外包含安装在筒管20内的独立单元。级联系统10包含容纳电气部件112的壳体110。电气部件112可包含电容器、电阻器、二极管、半导体和/或将来自发电机86的低电压AC信号转换为被输出到喷嘴末端组件22的高电压DC信号的其它电气连接。具体来说，电气部件112包含位于级联系统10的第一端132处的振荡器130。如图示，振荡器130可包含长方形形状，并且搁在长方形第一壳体部分133内。也可使用其它形状。振荡器130将AC信号转换为DC信号，其中所述DC信号接着经由电线134而传输到变压器136。电线134可能是脆弱的，并且如果一根电线134过于接近另一电线134，那么可发生电干扰。为了阻止电线134相互触碰，壳体110可包含具有锯齿140图案(例如，突起)的边缘138以及接纳至少一条电线134的通道142。例如，通道142可对应于沿着外表面的多个平行空间，其中突起140限定中间平行壁或在空间之间进行划分。在一些实施例中，电线134可通过在壳体110中钻凿的孔(例如，内孔或通路)而间隔开，其中每一孔接纳独立电线134。

在操作中，变压器136经由电线134从振荡器130接收DC信号，并且将所述信号从低电压转换为高电压。为了保护变压器136，壳体110包含第二壳体部分144。将壳体110分割为第一壳体部分133和第二壳体部分144使壳体110能够从任一纵向端部围绕电气部件112(例如，变压器136)中的至少一些。如图示，第二壳体部分144具有圆形横截面形状，其形状适应于变压器136的横截面形状。圆形横截面形状可包含圆形壁145和/或平坦壁147以匹配变压器136或可容纳在壳体110内的其它电气部件112的形状。使第二壳体部分144的形状与变压器形状相适应意味着第二壳体部分144的内部与变压器136的外部相同或实质上相同。适应的形状可允许发生一些变化，例如，在内周边与外周边的形状(或横截面形状)之间小于或等于1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％或15％的偏差。通过与第一壳体部分133和第二壳体部分144的形状相适应，壳体110容纳并保护变压器136。第一壳体部分133包含具有形状与变压器136的形状相适应的圆形形状的第二端146。如图3所示，第一壳体部分133和第二壳体部分144一起耦接，而变压器136处于第一壳体部分133与第二壳体部分144之间内。

图3是图2的所组装的级联系统的实施例的立体图。如上文所解释，壳体110围绕部件112并其形状适应于部件112的形状，同时减小壳体110的大小并因此减小级联系统10的重量。此外，因为壳体110的形状适应于变压器136的形状，所以壳体110减小壳体110与电气部件112之间的距离148。例如，壳体110与变压器136之间的距离148可小于5mm、4mm、3mm、2mm或1mm。因此，将距离148减到最小会减小壳体110的大小和重量。虽然所图示的实施例包含圆形的变压器136，但其它实施例可包含不同形状(例如，正方形、长方形、椭圆形或其它形状)的电气部件。对电气部件112的每一形状来说，壳体110可适应于所述形状，以使得间隙距离148得以保持。壳体110可针对不同电气部件112而包含不同形状，同时适应于部件112的形状。在所图示的实施例中，例如，壳体110的第一端132包含长方形形状以适应振荡器130的形状，而第二端144包含圆形形状以适应变压器136的形状。

如图示，壳体110不完全围绕变压器136，而是在壳体110的上侧152中包含开口150。开口150使灌封材料能够通过壳体110来布置以固定电气部件112(例如，振荡器130和变压器136)并将电气部件112与筒管20电隔离。灌封材料可包含胶粘剂、粘合剂、环氧树脂或将部件112固定在壳体110内并使部件112电绝缘的其它材料。在所图示的实施例中，灌封材料在灌封材料的第一水平面162处将振荡器130固定在第一端132内，并且在灌封材料的第二水平面164处将变压器136固定在第二部分146内。定制灌封材料的水平面以使其形状适应于具体电气部件112，这样会减少用于固定部件112的灌封材料的量并降低级联系统10的成本和重量。此外，因为壳体110包含两个部分(例如，第一壳体部分133和第二壳体部分144)，所以开口150可被定制并因此其尺寸比电气部件112更小。具体来说，开口150的宽度154可小于电气部件112的直径156。为了适应级联系统10的组装，壳体110可包含由裂缝160划分的两个部分。第一壳体部分162可以对应于第一端132或者不那样，并且第二壳体部分164和第二端144同样如此。将壳体110划分为第一壳体部分162和第二壳体部分164对于(例如，形成壳体110的)模制过程来说也可具有益处。

图4是图1和图2中的级联系统10的端视图。端视图是从第二端144看到的视图，并且示出电耦接到图1所示的喷嘴末端组件22的导电按钮170。导电按钮170可由固定边框172固定。图3图示第一端132和第二端144并不始终具有相同形状。也就是说，一端可以是圆形的(例如，在图3的前景中的第二端144)，而另一端可以是正方形的(例如，在图3的背景中的第一端132)。级联系统10的可能尺寸在图3中也是清楚的。在所图示的实施例中，壳体110的外径174大于部件112的直径156或开口150的宽度154。在某些实施例中，开口宽度154可等于壳体110的直径174。在其它实施例中，开口宽度154可以是壳体110的外径174的长度的90％、80％、70％、60％、50％或更小。如上文所解释，开口150较小以使壳体110的形状能够适应于电气部件112的形状，并减少用于将部件112固定到壳体110的灌封材料的量。

虽然仅在本文中说明和描述本发明的某些特征，但对于本领域的技术人员来说，将清楚许多修改和改变。因此，应理解，随附权利要求书希望涵盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和改变。