CN101422764A - 用于净化材料涂覆装置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于净化材料涂覆装置的设备和方法。本发明提供了一种用于手动喷枪或涂布材料涂覆装置的净化方法和设备，其中，净化气通过在涂布操作期间手持的手柄部被引入所述装置。净化气进入所述手柄部之后，净化气首先进入涂布材料流道。

Description

用于净化材料涂覆装置的设备和方法

技术领域

本公开涉及将材料涂覆到表面上的技术，例如，将涂布材料喷射或涂布到表面上。更具体地，本公开和诸多发明涉及用于控制诸如喷枪的材料涂覆装置的净化设备和方法。

背景技术

通常通过喷射粉末涂料而将诸如粉末油漆的粉末涂料涂覆在对象上。典型地，使用喷枪或材料涂覆装置，可手持和手动操作喷枪，或使用电动控制的自动喷枪。喷射技术包括例如静电、非静电和摩擦电。为了避免不期望的污染，无论何时改变粉末涂布材料，改变比如其颜色或其他特性，通过喷枪的粉末流道都必须被净化。

发明内容

本公开介绍了许多关于净化通过例如手动操作喷枪的材料涂覆装置的涂布材料流道的设备和方法的发明方面。根据一个发明方面，可在例如材料涂覆装置的手柄的手柄上的净化气进口引入净化气。在具体的实施例中，可将净化气引入到手柄的基底中。在另一实施例中，净化气进口与也可以位于手柄上或者与手柄相连的涂布材料进口分离。在另一实施例中，可在净化气进入涂布材料流道之前将净化气引入手柄中。在又一实施例中，可从手柄上的净化气进口至净化气进入至少部分被设置在手柄内或与手柄相连的涂布材料流道的进口设置净化气流道。

附加可选的发明方面和实施例包括但不限于：包括通过材料涂覆装置的手柄的净化设备的涂布材料涂覆系统；用于供应软管的快速释放机构；在净化气流道中的单向流动装置，比如止回阀；以及用于利用手柄上的净化气进口将净化气引入涂布材料流道的可选择实施例。

本公开还考虑实现使用这种设备的方法。本公开还介绍的发明方法包括在一实施例中的用于净化涂布材料涂覆装置的方法，其中在该实施例中，净化气在进入材料流道之前通过装置的手柄被引入装置中。

在考虑了以下结合附图的说明之后，进一步的发明方面、优点和益处对本技术领域的技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

图1是材料涂覆系统中的材料涂覆装置的实施例的等轴测图，该实施例包含了本公开的一个或多个发明方面；

图2是以纵向横截面图示出的图1的材料涂覆装置的实施例的正视图；

图3是图2中所圈区域的放大图；

图4是在沿着线3-3的横截面上截取的图3的材料涂覆装置的透视图；

图5是用于图1-4的示例性实施例的净化气流道和涂布材料流道之间的接口的放大图；

图6是比如可以与图1的实施例一起使用的至材料涂覆装置的供应软管的快速脱离组件的侧面图；

图7是以局部截面图示出的用于手动喷枪的净化设备的另一实施例的透视图；

图8A和8B在图8A的局部纵向截面图中和图8B的等轴测图中示出了净化气护罩；以及

图9是以纵向截面图的图7的实施例的另一示图。

具体实施方式

在诸如静电粉末喷枪的粉末涂布材料涂覆装置的基础上说明和阐述本文中所描述的诸多发明。但是，所述示例性实施例并不旨在限制本公开中介绍的各个发明方面的应用和使用。例如，所述发明可结合用于不使用电极的摩擦填料枪和非静电装置、或其组合。所述发明也不限于涂布材料的任何具体类型或使用。另外，术语“喷射”和“喷射型式”旨在最广义地理解，不仅仅包括通常称为“喷射(spray)”或“喷射(spraying)”的过程，还包括涉及将通常干燥的颗粒涂布材料穿过空间而指向目标的任何涂覆技术。所述喷射型式可以但不必须雾化。当使用时，雾化可基于压力、空气或压力和空气两者、或其他雾化技术、或其组合。此外，术语“喷射”和“喷射型式”并不限于将材料指向目标的任何具体持续时间。换句话说，材料的短暂飞溅和材料的狭窄喷射仍被解释为落入词“喷射”和“喷射型式”的理解范围内。

虽然在本文中可将发明的各个发明方面、概念和特征描述和阐述为体现于示例性实施例中的组合，但是这些各个方面、概念和特征可用于诸多单独地或其多种结合以及子组合的可选择实施例。除非在本文中明确排除，所有这种组合和子组合旨在处于本发明的范围内。另外，虽然在本文中可描述关于本发明的各个方面、概念和特征的各种可选择实施例，比如可选择材料、结构、构造、方法、电路、装置和部件、软件、硬件、控制逻辑、关于形成、配合和功能的可选择物等等，但是，无论是已知的还是以后将要开发的，这些描述并不旨在是可用的可选择实施例的完整或排他的清单。尽管附加的实施例在此并没有明确公开，但本技术领域的技术人员可轻易地将一个或多个所述发明方面、概念或特征用于本发明范围内的这些实施例和应用中。另外，尽管本文中可将这些发明的某些特征、概念或方面描述为优选设备或方法，除非明确说明，此类描述也并不旨在表明需要或必需这类特征。此外，可包括示例性或代表性值和范围，以有助于理解本公开；然而，并不狭义地解释这些值和范围，只有在明确说明的情况下，这些值和范围才旨在是临界值和临界范围。而且，虽然在本文中可将各个方面、特征和概念明确地确定为发明的发明部分或组成部分，这种确定并不旨在是排他性的，而是可以存在没有如此或作为具体发明的部分被明确地确定但在本文中完整描述的发明方面、概念和特征，相反本发明的范围在所附的权利要求书或者相关或连续申请的权利要求书中提出。除非明确说明，示例性方法或过程的描述并不局限于包括在所有情况下要求的所有步骤，也不限于所介绍的被解释为所需要或必需的步骤的顺序。

参见图1，手动操作材料涂覆装置10可包括喷嘴部12、圆筒部14和手柄部16。在本文中的实例中，例如，装置10可以是任何合适的材料涂覆装置或喷枪构造。本文中所使用的术语“喷枪”和“材料涂覆装置”可互换使用，然而，应当理解的是，材料涂覆装置可通过除喷枪之外的许多方式实现，且不限于该术语。通常，喷嘴部12、圆筒部14和手柄部16均为多件式组件，并可相互分离。但是，本公开和本文中的发明并不局限于涂覆装置10的任何具体设计、形状、结构或其组成部分，包括手柄部16的设计、形状或结构，且可包括机械加工零件、模制零件、二者的组合以及集成部分等等。而且，本公开涉及手柄部16，更具体地涉及用于沿着圆筒部14从手柄部16延伸至喷嘴部12的涂布材料流道或其至少一部分(图1中未示出)的净化设备和方法。由于可通过太多方式和手柄部16、圆筒部14以及喷嘴部12的构造来实现本公开的各个发明和发明方面，因此本文中不再对其进行确认和公开。

可通过在喷枪10的操作期间手持或手握的手柄18的方式实现手柄部16。对于静电装置10，手柄18可包括与操作者的手接触并接地的部分。出于该描述的目的，术语“手柄”一般是用于指在涂覆装置10的操作期间由操作者手持或手握的任何结构、组件或部件，用来支承和控制具有作为这种手柄的示例性实施例的手柄、握把或其他结构的装置10。

如图1所示，可将涂布材料供应源20用作供喷枪10的涂布材料源。通常使用供给或供应软管22连接喷枪10和供应源20。可设置软管连接器24以将供应软管22可靠地附接到所述喷枪。在如图1所示的静电喷枪的情况下，电控电缆或电控连接26可被设置在控制系统28和喷枪的电输入端30之间。控制系统28还可接收一个或多个来自喷枪10的信号，例如，指示操作者已经启动触发器32以启动涂布操作或者已经启动净化操作的触发器启动信号。控制系统28可以是本技术领域中任何熟知的合适装置，用于控制喷枪电需求的运行和输入功率，以及控制涂布材料供应源20、净化供应源(将被描述)以及诸如喷射室、零件运输装器等等的其他系统相关功能部件。除了用于与本文中所提出的净化设备和方法结合，控制系统28和供应源20不形成本发明的部分。涂布材料供应源20通常包括由控制系统28控制的一个或多个泵，以便控制系统28响应于操作者启动触发器32起动该泵。这使得涂布材料流动通过手柄部18、圆筒部14并流出喷嘴部12以形成需要的喷射型式S，例如通常的型式是粉末涂布材料的云雾状型式。

由控制系统28控制的净化供应源34可用于通过净化软管36将加压净化气或其他气体提供到喷枪10。净化软管36可被连接至设置在手柄16上的合适的软管连接器输入端38。根据本公开的一个发明方面，通过设置在手柄16中或手柄16上的进口，在示例性实施例中通过手柄18的基底40，将净化气引入喷枪10中。这样，至手柄16的净化气进口在软管连接器24处与涂布材料输入端分离，因而净化气通过首先经过手柄16中的净化气流道最初进入涂布材料流道(图1中未示出)，将会在下面进行更加详细的描述。

图2和图3以纵向截面图示出涂覆装置10。如图所示，手柄18可以被制成为符合人体工程学的外形以在延伸操作或移位过程中减轻在操作者手上的应力。涂布材料软管连接器24具有适于容纳供应软管22(未示出)的一端的第一端42和可伸缩地滑入进口管48的第一端46的相对端44。可将比如O型圈的密封件50设置在软管转接器24上的密封槽中，以防止在软管连接器24和进口管48之间的接口处的涂布材料回流。软管连接器24的内端52向前延伸到进口管端46的套筒内，然而其尺寸被设计为在内端52和进口管端46的内部肩54之间呈现间隙，这样做的原因将在以下详细说明。第二内部肩56(图3)可设置在进口管端46内，与形成在软管连接器24上的外部肩58(图3)配合并接合，从而限制和固定软管连接器24向进口管端46内的插入量。可根据需要使用其他技术在软管连接器24的内端52和进口管48的内部肩54之间设置间隙。

进口管48向上延伸通过手柄18并诸如通过伸缩连接与弯管转接器60的一端相匹配。弯管连接器60具有诸如通过伸缩连接与出口管62的第一端相匹配的另一端。出口管62沿着圆筒部14延伸至喷嘴部12，使得涂布材料通过出口管的远端离开、进入并通过喷嘴部12以形成喷射型式S。理解和实现本公开的发明不需要喷嘴部12的细节。例如，在可选择的设计中，出口管本身可以形成或提供出口孔，涂布材料通过该出口孔离开喷嘴。在此处的示例性实施例中，喷嘴部12包括由圆筒14的后部中的内部电源部66充电的电极组件64。可使用许多不同类型的电极组件，包括定位在喷嘴部12外的电极端头，并可使用许多不同类型的电源设计、构造和位置，包括外部电源。可设置与加压气源相连的电极气洗进口68，利用通过手柄18向上延伸、沿着圆筒部14并进入喷嘴部12的气道(未示出)，从而提供穿过喷嘴端头的气流以有助于防止涂布材料积聚在喷嘴端头上。

因此，进口管48、弯管60和出口管62如此组合以形成或限定从手柄18开始延伸、沿圆筒部14至喷嘴部12的涂布材料流道，在示例性实施例中，该涂布材料流道由进口管48、弯管60和出口管62的内部空间(由与数字70相关联的箭头表示)形成。为达到本公开的目的，涂布材料流道70被认为是整个材料流道能够被净化的那个部分，因此，在其示例性实施例中，还可认为涂布材料流道包括喷嘴部12。重要的是，涂布材料流道70包括设置在手柄部16中或与手柄部16相联的至少部分。举一些可选择的实例，在本文中的示例性实施例中，涂布材料流道的部分被设置在手柄部16的内部空间中，但是，本发明设想材料流道可包括是外壁部分或设置在手柄部16外壁上的那些部分。不同于分离的进口管、出口管和弯管，可选择地，可以将材料流道设置为整体形成在喷枪本体中的通道。

图3示出了图2的涂覆装置10的基底部分的放大图。可将净化软管连接器72设置为插入手柄部16的容器74中，具体在这种情况下，将净化软管连接器设置在手柄18的基底40中。净化软管连接器适合于可释放地保持净化软管36(图1)。可将可选止回阀76设置在沿着净化气流道的任何地方，但在此实例中，可方便地将止回阀76设置在净化软管连接器72内。可使用任何合适的止回阀。可选止回阀76可用于防止涂布材料从涂布材料流道回流到净化气供应源34或净化气供应软管36中。

内部净化气通道78容纳来自净化气连接器72的净化气(在与涂布操作不同的净化操作期间)。尽管可选择地可将净化软管连接器72的外端认为是净化气进口，但是在此实施例中通道78还是限定了到手柄18的净化气进口80。通道78还部分地限定把净化气流从净化气进口80提供到涂布材料流道70中的净化气流道。此净化气进口80与到手柄18的涂布材料进口82分离。无论涂布材料进口被看作是供应软管22的喷枪端、或是软管转接器24的内端44、或是接至进口管48的涂布材料进口，都不是主要的差别，尽管对于示例性实施例，由于在此实施例中，涂布材料进口82是开始用于涂布材料流道70的净化的区域，因此我们假设肩54限定或限制涂布材料进口82。在任何情况下，一个重要特征就是，设置在手柄16上或与手柄相联的净化气进口与涂布材料进口82分离。分离意味着净化气沿着至少开头与涂布材料流道隔开的净化气流道进入手柄16(要牢记，净化气流道80与涂布材料流道82流体相通，以使净化气能在净化操作期间净化涂布材料)。或者说，净化气在进入涂布材料流道70之前，净化气进入手柄部16。相反，例如，公知的系统通过将净化气施加到接近涂布材料供应源20后部的供应软管22中进行净化，以使净化气在进入喷枪的手柄内部之前进入涂布材料流道中。

继续参照图3、以及图5的放大图，净化气通道78的内端对由周向凹槽区域或凹口85和基底部件40的内表面40a形成的腔83开放。例如，凹槽85可设置在进口管端46的外表面87上。两个比如O型圈密封件的密封件89可用来密封腔83以避免进入手柄18内部的空气流失或从手柄18后端出去的气体流失。

环状空间或环形空间84形成在软管连接器24的内端44的外表面86和进口管48的第一端46的内表面88之间。环状空间84向上延伸至软管连接器24的内端52并略微超出软管连接器24的内端52。密封件94，比如O形圈，可用来阻挡净化气流出喷枪的后端。由此，通过净化气进入所述区域或涂布材料进口82处的进口管48，净化气被迫向上传到环形空间84并进入涂布材料流道70。

进入净化气通道78的净化气流入凹槽85。图4(注意，图4还部分地示出了下文中将描述的软管保持件)中最好地示出了在本实施例中为两个的至少一个通孔90和92，该通孔设置在凹槽85区域内并穿过进口管48的内端46的壁。净化气因而通过通孔90、92从腔83的空间进入环形空间84。通孔90、92可被定位在使净化气可从腔83流入环形空间84的任何便利的位置上。同样，如图4所示，通孔90、92可以任意方向或角度α形成，而非径向地形成在环形空间84内，换句话说，与径向有点相切或偏离，从而绕环形空间84形成涡流型或旋转型流动方式。

再次参照图2、图3和图5，内部肩54可任意地形成为与径向成夹角θ，而不是形成为径向肩。肩的夹角θ并不是决定性的，例如，可以偏离径向小至几度。我们已经发现，在某些情况下，如果肩54为径向，则净化气可向后流动到供应软管22下方而不是向前流过喷枪。可通过所包含的肩的小夹角或倒角避免这种情况。但是，夹角θ不能太大，其原因在于在某些情况下，太大的夹角会导致泵浦效应，这样，在净化操作期间，涂布材料会从供应软管被吸入到喷枪中。夹角θ的合适范围为大约2°(偏离径向)到大约30°(偏离径向)，更优选值为大约10°(偏离径向)。然而，本技术领域的技术人员会意识到夹角θ将基于喷枪和净化要求的总体设计而确定。

参照图6，我们示出了快速连接和断开装置100，该装置比如可用于具有软管连接的任何材料涂覆枪。软管连接器24可设置有作为可选附加功能部件的或被集成到软管连接器24中的装置100。设置一组柔性臂102。根据具体应用可设置少至一个的、两个的或多个的这种臂。每个臂102包括附接至软管连接器24或与软管连接器24固定的安装腿104。安装腿104通常在枢转点108但不一定是在柔性臂106的中间部分被附接至柔性臂106。柔性臂106具有远端110，该远端具有向内延伸的钩或卡112。适当地偏置每个柔性臂，使其在自由状态时，钩112被容纳在设置在进口管48的下端46的外表面上的周向槽114(或者可选择地一系列短槽)中(还是参见图3)。各个部件的尺寸被设计成使得当软管连接器24(具有或没有已安装的供应软管22)被完全插入进口管端46(使得肩56和58邻近，如图3所示)时，钩112快速钩住槽114且用来防止由于不经意对供应软管22或软管连接器24施加的力而拉出软管连接器24。为了快速释放软管连接器24(有或没有附接的软管)，操作者可容易地对柔性臂102的远端116施加朝内的力，以引起臂102的枢转运动从而将钩112从槽114释放，从而可容易地将软管转接器24从进口管48退出。

下面参照图7-9，示出了用于诸如手动喷枪的手动涂布材料涂覆装置200的净化设备的可选实施例。注意，为易于图示和清晰起见，图7和图9以部分剖视图示出了喷枪200的手柄部的大部分，并且还只示出了手柄基底的感兴趣区域，而省略了喷枪结构的其余部分，所述喷枪的其余部分可以但不需要与图1-5所述的结构相似，或是任何其他合适的喷枪装置和构造。

在此实施例中，涂覆装置200可包括具有基底204的手柄部202，操作者在喷枪200的操作期间手持手柄部202。可通过任何便利的装置将涂布材料供应软管206连接至喷枪200，以便在涂布操作期间允许涂布材料流入进口管208(参见图9)。进口管208因而限定部分的涂布材料流道209(涂布材料流道209向上延伸通过手柄部、沿圆筒部至喷嘴部，如在上述实施例中一样)，且该部分被设置在手柄部中。在此实例中，涂布材料通过手柄202的基底204进入喷枪200。可包括用于静电喷枪的电输入连接210。设置净化气输入连接器212，该净化气输入连接器212可连接净化气软管(未示出)，例如在图1的实施例中的软管36。与本文中的第一实施例一样，在本实例中净化气通过基底204、沿与涂布材料的进入通道分离的通道进入手柄202。

通过弹性护罩214所提供的装置，能在净化操作期间将净化气引入涂布材料流道209以净化涂布材料流道。如图8A和图8B所最佳地示出的，护罩214可包括绕进口管208的净化进口部被紧密接收的大致圆柱体部216。圆柱部216可包括与进口管的外表面紧密接合的一个或多个唇形密封件218，以便容纳加压净化气，且在将加压净化气施加到所述护罩时使圆柱壁的中心部220以囊状方式膨胀。出于清晰原因，在图8A的部分剖视图中以略微夸张的方式示出了壁220的膨胀。

如图9最佳所示，进口管208包括一个或多个从进口管208的外表面224延伸并通向涂布材料流道209的通孔222。当被安装在进口管208上时，护罩中心壁部220的内表面在通孔222的区域中形成对进口管的外表面224的面密封件，从而当不存在净化气时密封该(多个)通孔。当净化气存在于护罩时，气的压力使壁部220向外膨胀，因而通过将壁220的内表面与进口管208的外表面224分离而打开面密封件，从而使净化气流过孔222并进入涂布材料流道209。

再次参照图8A和图8B，护罩214可包括延伸腿226，在延伸腿226端部具有进口盖228。可在进口盖228的下表面上设置覆盖净化气进口管232的腔230(还参见图9)。在唇形密封件218之间，通道234从腔230通过延伸腿226延伸至护罩体216的中心圆柱部中的略微放大空间236。在这种方式中，净化气从净化气进口232流入护罩圆柱壁的内表面238和进口管208的外表面224之间的环形区域。图8A通过部分剖视图以略微夸张的方式示出了当加压净化气被引入护罩214时壁部220的气球效应。

已参照示例性实施例说明了本发明。在阅读和理解此说明书和附图时，很容易出现更改和变更。其目的是在所附权利要求书或其等同物的范围内，包括所有这些更改和变更。

Claims (10)

1.净化设备，包括：

喷枪，该喷枪包括喷嘴和在涂布操作期间由操作者手持的手柄，

至所述手柄的涂布材料进口，

涂布材料流道，该涂布材料流道通过所述手柄的至少一部分延伸至所述喷嘴，

至所述手柄的净化气进口，该净化气进口与所述涂布材料进口分离。

2.根据权利要求1所述的设备，包括电极气洗进口，该电极气洗进口与所述涂布材料进口和所述净化气进口分离。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述手柄包括净化气流道，净化气通过所述净化气流道从所述净化气进口流入所述涂布材料流道中。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述净化气流道包括围绕涂布材料进口件的环状空间、以及在所述净化气进口和所述环状空间之间的通道。

5.根据权利要求2所述的设备，包括对来自所述喷嘴的涂布材料进行充电的电极，其中电极洗气从所述气洗进口、通过气洗通道流到所述电极的端头，所述气洗通道与所述涂布材料流道分离。

6.根据权利要求4所述的设备，其中净化气以一角度流入所述环状空间中，所述角度产生通过所述环状空间的所述净化气的涡流。

7.根据权利要求1所述的设备，其中净化气在净化操作期间在一位置处进入所述涂布材料流道，该净化气净化从所述涂布材料进口、通过所述枪的圆筒并通过所述喷嘴的涂布材料，所述净化气进口设置在所述手柄的基底中。

8.根据权利要求7所述的设备，包括设置在所述手柄上的柔性护罩，所述护罩在净化气流道和所述涂布材料流道之间提供压力响应密封。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述护罩包括净化气通道和柔性壁，所述柔性壁响应于净化气压力移动，以允许净化气流入所述涂布材料流道中。

10.用于净化涂布材料喷枪的方法，包括：

在涂布操作期间将涂布材料供应至涂布材料进口，

在净化操作期间将净化气供应至净化气进口，

使所述涂布材料流过至少部分地设置于手柄内的涂布材料流道，该手柄在涂布操作期间由操作者手持，

使所述净化气沿着净化气流道流入所述手柄中，该净化气流道与所述涂布材料流道分离。

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