CN102770215B

CN102770215B - 静电喷涂系统

Info

Publication number: CN102770215B
Application number: CN201180011148.XA
Authority: CN
Inventors: 戴维·M·塞茨; 丹尼尔·J·哈塞尔施韦特; 罗杰·T·锡奥兹; 詹姆斯·P·巴尔兹; 杰西卡·罗斯·布莱恩特
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: CA2789951C; TW201143904A; US8893990B2; CN102770215A; EP2539077A4; RU2500483C1; US20110210192A1; WO2011106518A1; MX2012009917A; BR112012021117A2; CA2789951A1; EP2539077A1

Abstract

一种系统，在某些实施方案中，包括一种喷涂装置，其包括具有经构造以接收独立喷罐的容器的框架。该喷涂装置进一步包括经构造以接触该独立喷罐的第一导电元件和在该第一导电元件和接地部之间延伸的第一电导体，使得在该独立喷罐与该第一导电元件接触时该独立喷罐的第一电势基本上等于该接地部的第二电势。该喷涂装置还包括位于该独立喷罐的喷嘴附近的电晕充电电极。该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流，以使得来自该喷嘴的流体喷射物通过该离子流并带上静电。

Description

静电喷涂系统

技术领域

本发明总的来讲涉及一种静电喷涂系统，更具体地涉及用于向从喷雾罐发射的喷射物静电传递电荷的系统。

背景技术

喷雾喷涂系统可具有较低的传递效率，例如大部分喷出的涂料实际上并未涂覆目标物体。例如，在用喷雾喷涂油漆罐对金属栅栏喷涂时，仅有少部分的油漆可涂覆该目标栅栏，由此浪费了大部分的油漆。此外，喷雾喷涂系统还可向目标物体施加不均匀的涂层，导致不需要的成品。

发明内容

在某些实施方案中，一种系统包括一种喷涂装置，其包括具有经构造以接收独立喷罐的容器的框架。该喷涂装置还包括设置在该框架内且经构造以选择性接合来自该独立喷罐的喷嘴的流体的喷射物的触发器组件。该喷涂装置进一步包括经构造以接触该独立喷罐的第一导电元件和在该第一导电元件和接地部之间延伸的第一电导体，由此使得在该独立喷罐与该第一导电元件接触时，该独立喷罐的第一电势基本上等于该接地部的第二电势。该喷涂装置还包括位于该独立喷罐的喷嘴附近的电晕充电电极。该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流以使得从该喷嘴喷出的流体喷射物通过该离子流并带上静电。

附图说明

在参照附图阅读后面的详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解，其中在全部附图中类似的编号表示类似的部件。

图1是描述依照本技术的某些实施方案的示例性喷涂系统的简图；

图2是可用于依照本技术的某些实施方案的图1的喷涂系统中的示例性喷涂装置的透视图；

图3是图2中所示的喷涂装置的侧视图，其中依照本技术的某些实施方案，将侧板取下以暴露触发器组件；

图4是图3中所示的喷涂系装置的侧视图，其中依照本技术的某些实施方案，将触发器组件旋转以启动来自独立喷罐得流体的喷射物；

图5是沿图2的5-5线截取的该喷涂装置的横截面视图，示出了依照本技术的某些实施方案，在该喷涂装置和该独立喷罐之间的电接触；

图6是图3中所示的喷涂装置的透视图，其中，依照本技术的某些实施方案，将该喷罐壳体从该喷涂装置主体上卸下；和

图7是依照本技术的某些实施方案的喷涂装置的示例性电路图。

具体实施方式

下面将描述本发明的一种或多种特别实施方案。在努力提供这些实施方案的精确描述中，在本说明书中可能不描述实际实施方案的所有特征。应当认识到在任意该实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出很多对该实施方案特定的决定以实现开发者的特定目标，例如服从系统相关和商业相关的限制条件，其可能对于各个实施方案都是不同的。而且，应当认识到，这种开发努力可能是复杂且耗时的，但对于得益于本说明书的普通技术人员而言其不过是进行设计、制造和生产的例行程序。

在介绍本发明的各种实施方案的要素时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”表示的意思是存在一个或多个该要素。术语“包括”、“包含”和“具有”目的是表示包括，且意思是除了所列要素之外还可以存在其他要素。操作参数和/或环境条件的任意实例都不排除所公开实施方案的其他参数/条件。

本发明的实施方案可以通过使流体喷射物带上静电而提高从独立喷罐中喷出的流体的传递效率。在某些实施方案中，该喷涂装置包括具有经构造以接收独立喷罐的容器的框架。该喷涂装置还包括设置在该框架内且经构造以选择性接合来自该独立喷罐的喷嘴的流体喷射物的触发器组件。该喷涂装置进一步包括经构造以接触该独立喷罐的第一导电元件和在该第一导电元件和接地部之间延伸的第一电导体，使得在该独立喷罐与该第一导电元件接触时该独立喷罐的第一电势基本上等于该接地部的第二电势。该喷涂装置还包括位于该独立喷罐的喷嘴附近的电晕充电电极。该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流以使得来自该喷嘴的流体喷射物通过该离子流并带上静电。因为该独立喷罐与接地部电连接，因此可以在该电晕充电电极和该喷罐之间保持较陡的电梯度(例如在小距离上具有较大的电压差)，由此提高在流体喷射物上的静电荷并提高该流体和目标物体之间的传递效率。此外，因为该喷涂装置使用了该电晕充电电极，因此该电极可以位于该流体喷射物的流路之外，因此实质上降低或消除了流体在该电极上的聚集并确保了该流体被充分充电。

图1是描述一种示例性喷涂系统10的简图，其包括用于为目标物体14施加所需涂覆的喷涂装置12。在本实施方案中，该喷涂装置12包括独立喷罐16，其经构造以提供朝向该目标物体14的流体的喷射物18。如将认识到的那样，该独立喷罐16可以包括液体(例如油漆)和加压气体或推进剂。如图所示，该喷罐16还包括喷嘴20，该喷嘴20具有将该液体和推进剂密封在该喷罐16内的阀组件。在压下该喷嘴20时，阀门打开，由此便于液体流过该喷嘴20。由于该推进剂在该液体上施加压力，因此随着该液体离开该喷嘴20，该液体破碎成液滴，由此形成流体18的浮质或喷雾。随着液滴撞击该目标物体14，该目标物体14被涂覆上该液体。在某些实施方案中，该液体是油漆，随着油漆变干，油漆在该目标物体14上形成涂层。

所示的喷涂装置12包括经构造以选择性接合来自该独立喷罐16的喷嘴20的流体18的喷射物的触发器组件22。如下面详细讨论的那样，该触发器组件22包括致动臂，在触发器接合时，其压下该喷嘴20，由此将流体18的喷射物引向该目标物体14。此外，该喷涂装置12包括间接充电装置，例如所示的电晕充电电极24，其经构造以使来自该喷嘴20的流体18的喷射物带上静电。如将认识到的那样，为该流体的喷射物18进行充电在该流体液滴上施加了静电荷。因此，该液滴将静电吸附到电接地的物体(例如目标物体14)上，由此提高该流体和该目标物体14之间的传递效率。在本实施方案中，该电晕充电电极24发射带负电的离子流26，其为通过该流的该流体18的喷射物施加负电荷。然而，应当认识到可替代的实施方案可以使用其他间接充电装置(例如电磁换能器)，以为该流体液滴施加静电荷。

间接充电装置(例如该电晕充电电极24)可以不与该流体18的喷射物直接接触。因为该间接充电装置可以位于该流体液滴的流路以外，该装置可以保持基本上没有流体聚集，由此使得基本上连续的电荷能够被施加到该流体的喷射物18上。相反，直接静电充电系统可将电极放在流体液滴的路径中以通过与该电极的接触为该液滴静电充电。因为该电极在该路径中，因此在操作过程中可能在该电极的表面上形成大的液滴。这些液滴可能周期性脱离并进入流体的喷射物18中。由于该大液滴撞击该目标物体14，可能在该喷涂涂层中形成缺陷。因为间接充电装置可能不与该流体的喷射物18接触，因此可以实质降低或消除由大液滴造成的最终缺陷的可能性。

此外，直接充电系统可以使用改进的喷嘴以将电荷传递给该流体喷射物。例如，可以用包括电极的管嘴代替该独立喷罐的管嘴。因此存在很多类型的喷罐和管嘴，因此这种管嘴代替物可能导致增加复杂性以及与喷涂装置操作相关成本的提高。相反，因为该间接充电装置(例如电晕充电电极24)不与该流体18的喷射物直接接触，因此可以使用标准的喷雾喷罐，而无需改进喷嘴。

如图所示，该电晕充电电极24与高压电源28电连接，该高压电源28为该电极24提供高压信号。例如，在某些实施方案中，该高压电源28可以为该电晕充电电极24提供多于约5k、7.5k、9k、10.5k、15k、20k、25k、30k、35k伏特或更高的电压。在提供高压信号的同时，较小的电流可能足以为该流体液滴施加所需电荷。例如，在某些实施方案中，该高压电源28可以经构造以输出少于约100、80、60、50、40、30微安或更低的电流。如图所示，电池组30的正极接头与该高压电源28的正极接头电连接。基于该高压电源28的所需的功率输出，可以使用市场上可得到的电池组(例如9V、12V等)为该高压电源28提供电能。可替代地，在某些实施方案中可以使用标准的或专门的可充电电池组。

在本实施方案中，该电池组30的负极接头与接地部32电连接。如将认识到的那样，该接地部不是机壳接地部或浮动接地部，而是与地面直接或间接连接。因此，该接地部32的电势将基本上等于地面的电势。例如，适合的接地部32可以通过将导电桩打入土壤中而设立。在这种构造中，流入该桩中的电荷将通过土壤消散。可替代地，该接地部32可以包括电连接部，其连接到具有地下部分的导电水管或总管。该导电管的地下部分用于以与上述桩相同的方式将电荷消散到土壤中。该接地部32也可以包括与建筑物地面(例如电气出口的接地插头)的电连接部。

如图所示，电导体34在该目标物体14和接地部32之间延伸。因此，该目标物体14的电势将基本上等于该接地部32的电势。由此，该带有静电的流体液滴和该目标物体14之间的电势差或电压可能大于其中该目标物体14与该喷涂装置12的机壳接地部相连的构造。例如，如果该喷涂装置12的机壳的电势大于地面电势，那么该带电流体液滴与该目标物体14之间的电势差将降低。因为本实施方案将该目标物体14与该接地部32电连接，由于电势差的提高可以提高该流体18喷射的传递效率。

此外，该独立喷罐16与该接地部32电连接。如图所示，该喷罐16包括主体36和颈部38。如将认识到的那样，该主体36和颈部38可以由导电材料(例如铝或钢)构成。然而，某些喷罐16在该主体36和颈部38之间包括由电绝缘材料(例如塑料)构成的密封件。因此，该颈部38可以与该主体36电绝缘。因此，为了确保整个该独立喷罐16接地，该主体36和颈部38可以与该接地部32独立地电连接。在本实施方案中，该电导体40在该喷罐16的主体36和该接地部32之间延伸，电导体42在该颈部38和该接地部32之间延伸。作为该构造的结果，该喷罐16的各部分都与接地部32电接地。

与其中该颈部38与该喷涂装置12的机壳接地部连接的实施方案相比，将该独立喷罐16的颈部38与接地部32电连接可以在该电晕充电电极24和该颈部38之间建立较大的电势差或电压。如前所述，如果该喷涂装置12的机壳电势大于地面电势，那么该电晕充电电极24和该喷罐16的颈部38之间的电势差将降低。此外，该喷涂装置12的机壳可能不能将该电晕充电电极24的离子流产生的电荷完全消散。因此，该电极24和该颈部38之间的电势差可能随时间降低，由此进一步降低施加到该流体18的喷射物上的电势差或电压。与此相反，因为本实施方案将该颈部38与接地部32电连接，因此可以在该电晕充电电极24和该喷罐16之间保持较陡的电梯度(例如在小距离上的大电压差)，由此提高该流体液滴上的电荷并提高与该目标物体14的传递效率。

如前所述，该独立喷罐16的主体36也与该接地部32接地。在该喷涂装置12的操作过程中，该带静电的流体液滴可接触该喷罐16的主体36。因为该主体36接地，因此该流体液滴产生的电荷将传递给接地部32并消散。因此，该喷罐16的电势可以保持基本上等于该接地部32的电势，由此实质降低或消除了在该喷罐16的主体36与接地电势的物体之间建立电压的可能性。

如图所示，第二电导体44与该喷罐16的颈部38电连接。该电导体44在该颈部38和该高压电源28的负极接头之间延伸。如将认识到的那样，该高压电源28将不会致动，直到正极和负极都与电池组30建立电连接。在本实施方案中，与电池组30的负极电连接包括电导体44、该独立喷罐16的颈部38和电导体42。因此，如果将喷罐16从该喷涂装置12上移除，那么该高压电源28与电池组30之间的负极电连接将中断。因此，该高压电源28将不会致动，除非该喷罐16位于该喷涂装置12内并且该电导体42和44与该喷罐16的颈部38接触。该构造实质降低或消除了在插入或移除该独立喷罐16的过程中与带电电路意外接触的可能性。

在本实施方案中，该电导体44包括经构造以选择性启动该电晕充电电极24的开关46。与上述罐存在组件类似，该开关46在所示打开位置时将阻断通向高压电源28的电流，而在闭合位置时将有利于电流通向高压电源28。应当认识到在可替代实施方案中，该开关46可以位于该电池组30的正极接头和该高压电源28的正极接头之间。在本实施方案中，该开关46位于该触发器组件22附近，以使得将触发器压下闭合该开关46。以此方式，在电晕充电电极24启动的基本上同时启动流体18的喷射。

该喷涂装置12还包括与该接地部32连接的导电垫48。如下面详细讨论的那样，该导电垫48可以连接到该喷涂装置12的把手上，以使得操作者的手在抓握该喷涂装置12时与该垫48接触。因为该导电垫48与该接地部32电连接，因此在操作者抓握该喷涂装置12时该操作者的电势将基本上等于地面电势。这种构造实质降低或消除了在操作者和该喷涂装置12的部件之间建立电势差的可能性。

图2是可用于图1的喷涂系统10中的示例性喷涂装置的透视图。如图所示，该喷涂装置12包括框架50和可移除的喷罐外壳52。如下面详细讨论的那样，该喷罐外壳52经构造以将该独立喷罐16容纳并适当定位在该喷涂装置12内。为将该喷罐16与该喷涂装置12连接，该喷罐外壳52可以不与框架50连接，该喷罐16可以插入到该外壳52中，且该外壳52可以与该框架50连接。一旦该喷罐16与该喷涂装置12连接，从该管嘴20排出的该流体18喷射物可以直接通过该框架50内的开口54。例如，操作者可以压下触发器56，由此使该触发器组件22启动该独立喷罐16的管嘴20。如前所述，该触发器组件22可以与该静电启动开关46连接，使得压下该触发器56启动该电晕充电电极24。以此方式，压下触发器56导致带静电的流体18的喷射物从该开口54朝向目标物体14排出。

该喷涂装置12还包括与该框架50的把手部分59连接的动力模块58。在某些实施方案中，该动力模块58包含电池组30和高压电源28。该动力模块58可以移除使得该电池组30可以替换。该把手部分59还包括经构造以在该喷涂装置12的操作过程中接触操作者的手的导电垫48。因为该导电垫48位于该把手部分59中，因此该操作者在抓握该把手59时将接触该垫48。因此，该操作者将与接地部32电连接，由此实质降低或消除在该操作者和该喷涂装置12的一部分之间建立电势差的可能性。

如前所述，该目标物体14可以通过电导体34与接地部32连接。在所示实施方案中，该电导体34从该喷涂装置12延伸到第一弹簧夹60、从第一弹簧夹60经电导体64延伸到第二弹簧夹62。该第一弹簧夹60可以与目标物体14连接，该第二弹簧夹62可与接地部32连接。如前所述，该接地部32可以包括与建筑物地面、位于土壤内的水管和/或导电桩的电连接。该接地部32与该目标物体14经导体64的连接可以确保该目标物体14的电势基本上等于地面电势。此外，该导体34可以通过位于该喷涂装置12内的电导体与导电垫48、喷罐16的颈部38、喷罐16的主体36和电池组30的负极接头电连接。

图3是图2中所示的喷涂装置12的侧视图，将侧板取下以露出该触发器组件22。图3还包括喷罐外壳52的横截面视图，露出该独立喷罐16。如图所示，弹簧66在该喷罐外壳52的底面68和该喷罐16的底面70之间延伸。该弹簧66沿向上方向72偏压喷罐16，使得该喷罐16的顶部74接触该喷涂装置框架50的保持环76。由于该喷罐16的顶部74与该保持环76接触，该喷嘴20可以位于适于被触发器组件22启动的位置。该弹簧66在向上方向72上的力用于在该喷涂装置12的操作过程中将该喷罐16保持在所示位置。

如将认识到的那样，该顶部74和底面70之间的长度75可以随喷罐16的不同而变化。例如，不同的制造商可能制造具有不同长度75的喷罐16。因此，可以特别选择该喷罐外壳52的长度77以适应各种喷罐长度75。此外，该弹簧66可以根据该喷罐16的长度75膨胀或收缩，而提供向上的偏置以保持该喷罐16的顶部74与该保持环76之间的接触。以此方式，该喷嘴20可以适当地定位以在无论该喷罐16的长度75如何变化都适于喷涂装置的操作。

如前所述，该触发器组件22可以启动该独立喷罐16的喷嘴20，以启动喷嘴20中的流体18的喷射。在本实施方案中，该触发器组件22包括触发器56、枢轴78和致动臂80。如图所示，该枢轴78与该框架50枢轴连接以使得该触发器组件22可以绕该枢轴78转动。该触发器组件22还包括与该框架50的突出部83接触的偏置元件81。为启动流体18的喷射，该触发器56可以以沿方向82压下，由此驱动该触发器组件22绕该枢轴78以方向84转动。随着该触发器组件22的转动，该偏置元件81与该突出部83之间的接触使该偏置元件81挠曲，由此提供转动阻力。此外，该触发器组件22的转动导致该致动臂80远端的接触表面86转变为沿方向88。因为该接触表面86位于该喷嘴20的附近，因此该接触表面86在方向88上的运动驱动该喷嘴20朝向该喷罐16的颈部38，由此启动流体18的喷射。

在本构造中，该触发器组件22经构造以在启动流体18的喷射的基本同时启动该电晕充电电极24。具体地，该触发器56包括位于该静电启动开关46附近的底部90。随着该触发器56沿方向82压下，该触发器56的底部90接触弹簧加载的突出部92，并沿方向94驱动该突出部92，由此闭合该开关。如前所述，该开关46的闭合在该电池组30和该高压电源28之间建立电连接，由此启动该电晕充电电极24。因此，压下触发器56将产生从该喷涂装置12的框架50中的开口54喷出带静电的流体液滴。如将认识到的那样，可替代的实施方案可以包括位于该触发器组件22的其他区域(例如致动臂80、枢轴78等)附近的开关46以使得压下触发器56驱动该开关46处于闭合位置。在其他实施方案中，该开关46可以独立于该触发器56进行操作，以使得操作者可以在不启动该静电充电系统的情况下启动该流体16的喷射。

如图所示，管线96在该高压电源28和该电晕充电电极24之间延伸。该管线96位于为电极24提供电能的电导体附近。如将认识到的那样，携带高压信号的电导体可能干扰周围的电子装置和/或在相邻导体或电路内感生电荷。因此，该管线96经构造以保护周围的装置、导体和/或电路不受通过该电晕充电电极供电导体的高压信号的影响。本实施方案还包括指示器，例如所示的发光二极管(LED)98，其在视觉上显示该静电充电系统的操作状态。如下面详细讨论的那样，该LED98与该电池组30电连接，并且经构造以在该电晕充电电极24启动时发光。因此，操作者可以容易地确定流体18的喷射物是否被该喷涂装置12静电充电。

图4是图3中所示的喷涂装置12的侧视图，其中该触发器组件22旋转以启动从该独立喷罐16的流体18的喷射。如图所示，将该触发器56在方向82上的平移造成该触发器组件22绕该枢轴78沿方向84转动，由此使该偏置元件81挠曲。此外，该致动臂80的接触表面86和该喷嘴20之间的接触沿方向88从图3中所示位置驱动喷嘴20，由此启动该流体18的喷射。如前所述，该开口54的尺寸和形状经特别构造以容纳该流体18的喷射物，使得基本上所有流体液滴都通过该开口54。

此外，该触发器56在方向82上的平移沿方向94驱动该开关46的突出部92，由此闭合该开关46并启动该电晕充电电极24。如图所示，该电晕充电电极24与该喷罐16的颈部38有一定距离100。在本实施方案中，该距离100约为0.5英寸。然而，应当认识到可替代的实施方案可以将该电极24定位成与该颈部38的距离更近或更远。例如，在其他实施方案中，该距离100可以大于或小于约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0英寸。如前所述，该喷罐16的颈部38与接地部32电连接。因此，当该电晕充电电极24启动时，在该电极24和颈部38之间将建立大的电势差或电压(例如10.5kV)，由此产生带负电的离子流26。随着该流体18的喷射物通过该离子流26，该流体液滴带上静电。由于该电极24和颈部38之间大的电势差(例如10.5kV)和较短的间距100(例如0.5英寸)，可以建立较陡的电势梯度。如将认识到的那样，与使用较大的间距和/或该喷罐16的颈部38不接地到接地部32的实施方案相比，该较陡的电势梯度可以用于为该流体液滴更有效地施加电荷。作为电荷增加的结果，该流体18喷射物的传递效率可以提高，由此提高目标物体14的流体覆盖。

在本实施方案中，该电晕充电电极24包括经构造以浓缩电子流以诱发形成离子流26的锐点。如将认识到的那样，该点的尺寸和/或形状可以特别构造以建立所需的离子流26性质。尽管本电晕充电电极24是由黄铜制成的，但应当认识到在可替代的实施方案中可以使用其他适合的材料。此外，因为该电晕充电电极24不在该流体液滴的流路中，该电极24可以保持基本上没有流体聚集，由此能将基本连续的电荷施加给该流体18的喷射物。尽管在图4中该离子流26示为虚线，然而应当认识到该离子流26在实际实施方案中可以是不可见的和/或可以不产生视觉现象。

如前所述，该喷涂装置12包括位于该把手部分59中且经构造以在该喷涂装置12的操作过程中接触操作者的手的导电垫48。例如，当操作者抓握该把手59并压下触发器56时，该操作者的手掌可能接触该垫48。因为该导电垫48与接地部32电连接，因此在操作者抓握该喷涂装置12时该操作者的电势将基本上等于地面电势。这种构造实质降低或消除了在操作者和该喷涂装置12的组件之间建立电势差的可能性。

为了终止该流体18的喷射并停用该电晕充电电极24，操作者可以释放该触发器56。然后该偏置元件81和突出部83之间的接触将促使该触发器组件22在方向102上转动，由此沿方向104驱动触发器56并沿方向106驱动致动臂80。随着该致动臂80在方向106上平移，该接触表面86将从该喷嘴20上移开，由此解除该流体18的喷射。此外，该触发器56在方向104上平移将移除该触发器56的底部90与该突出部92之间的接触。因此该开关46将平移到开启位置，由此将该静电充电系统停用。

图5是沿图2的5-5线所取的该喷涂装置12的横截面视图，描述了该喷涂装置12和该独立喷罐16之间的电接触。如前所述，该独立喷罐16的颈部38和主体36都与接地部32电连接。具体地，该电导体40在该喷罐16的主体36和该接地部32之间延伸，该电导体42在该颈部38和该接地部32之间延伸。如图所示，第一导电元件(例如所示的突片108)接触该喷罐16的颈部38，第二导电元件(例如所示的突片110)接触该主体36。在本实施方案中，该导电突片108和110是挠性的且朝向喷罐16偏置。因此，随着该独立喷罐16插入该喷涂装置12的框架50内，该第一突片108接触该颈部38，第二突片110接触主体36，由此在该喷罐16与导体40和42之间提供电连接。

在本实施方案中，用紧固件114将该第一导电突片108和第二导电突片110固定到该框架50内的柱112上。因此，该第一突片108与该第二突片110电接触。因此，该单一导体42可以将突片108和110都与接地部32电连接。这种构造与各突片108和110分别使用单独的导体的实施方案相比可能制造成本更低。

如前所述，与其中该颈部38连接到该喷涂装置12的机壳接地的实施方案相比，该独立喷罐16的颈部38与接地部32的电连接可以在该电晕充电电极24和颈部38之间建立更大的电势差或电压。因此，可以较高的电荷施加给该流体液滴，由此提高与目标物体14的传递效率。此外，因为该主体36接地，因此由与该主体36接触的流体液滴产生的电荷将转移到接地部32并消散。因此，该喷罐16的电势可以保持基本上等于该接地部32的电势，由此实质降低或消除了在该喷罐16的主体36与接地电势物体之间建立电压的可能性。

如前所述，在该喷罐16位于该喷涂装置12内且该电导体42和44与该喷罐16的颈部38接触之前，该高压电源28将不起作用。这种构造实质降低或消除了在插入或移除该独立喷罐16过程中与带电电路意外接触的可能性。为了方便该导体44和颈部38之间的接触，该喷涂装置12包括第三导电元件(例如所示的导电突片116)，其位于该独立喷罐16上与该突片108和110相反一侧上。与该突片108和110类似，该第三导电突片116也是挠性的且朝向该喷罐16偏置。因此，随着该独立喷罐16插入该喷涂装置12的框架50中，该第三突片116接触颈部38，由此在该喷罐16和该电导体44之间提供电连接。在本实施方案中，用紧固件114将该第三导电突片116固定到该框架50内的柱118上。在该构造中，当该喷罐16正确插入该框架50中时，该喷罐16的颈部38将接触该突片108和116，由此在该导体42和44之间建立电连接，并便于该静电充电系统的操作。

图6是图3中所示的喷涂装置12的透视图，该喷罐外壳52与该喷涂装置框架50脱离开。如图所示，该框架50包括经构造以接收该独立喷罐16和喷罐外壳52的容器120。在本实施方案中，该容器120包括经构造以接收该外壳52的突出部124的开口122。在该构造中，可以通过将该突出部124与该开口122对齐并将该外壳52以向上方向126平移而将该外壳52插入该容器120中。尽管显示了一个开口122，但是本实施方案包括在该容器的相反一侧上的第二开口。此外，该喷罐外壳52包括在该外壳52相反一侧上的第二突出部124。尽管在本实施方案中使用了两个突出部124和开口122，但是应当认识到可替代的实施方案可以包括更多或更少个突出部124和开口122。例如，某些实施方案可以包括1、2、3、4、5、6、7、8或更多个突出部124和开口122。如将认识到的那样，在该构造中，该突出部124和开口122将径向对齐以便于将该外壳52插入该容器120中。

该喷罐16位于该外壳52中时，在该突出部124通过该开口122之前，该喷罐16的顶部74将接触该保持环76。因此在该外壳插入过程中，该喷罐16将压缩该弹簧66，由此在向上方向126上产生运动阻力。因此，操作者将在向上方向126上施加力以克服该弹簧偏置。一旦该外壳52插入，该外壳52可以在圆周方向128上旋转以将该外壳52固定到该框架50上。在本实施方案中，该框架50包括经构造以接收该突出部124的空腔130。该外壳52在方向128上的转动使得该突出部124移动通过该空腔130，直至该突出部124接触到停止部132为止。然后，操作者可以释放该向上的力，使该弹簧66沿向下方向134驱动该外壳52，直至该突出部接触该容器120的下部边缘136为止。如将认识到的那样，该下部边缘136阻止该外壳52向下运动。

在所示的实施方案中，该空腔130包括经构造以阻止该外壳52在圆周方向140上的转动的肩部138。以此方式，该空腔130阻止该外壳在各圆周方向128和140上的转动，并阻止该外壳52在向下方向134上的平移。在可替代的实施方案中，该下部边缘136可以升高到肩部138的平面，使得该突出部124和该下部边缘136之间的摩擦力阻止该外壳52在方向140上的转动。为了从该框架50上移除该外壳52，操作者可以在向上方向126上施加力克服该弹簧偏置。该向上的力使该突出部124在向上方向126上平移到不与该肩部138相邻的位置。因此，该外壳52可以在圆周方向140上转动，直至该突出部124与该开口122对齐。然后操作者可以将该外壳52从框架50上移除。这种构造可以便于快速插入和移除喷罐16。

图7是喷涂装置12的示例性电路图。如图所示，指示器电路142与该开关46和该电池组30的正极接头电连接。该指示器电路142经构造以指示该静电充电系统的操作以及在该电池组电压降低到所需水平以下时该充电系统的故障操作。在本实施方案中，该指示器电路142包括LED98、电阻器144和Zener二极管146。在该构造中，当该静电充电系统运行时，该LED98将发光。具体地，当该独立喷罐16的颈部38位于该导体42和44之间且该开关46处于闭合状态时，在该电池组30的负极接头和该LED98的第一侧之间建立电路。该LED98的第二侧与该电池组30的正极接头通过电阻器144和Zener二极管146电连接。如将认识到的那样，该电阻器144用于将供给LED98的电压降低到适于LED操作的水平。由于这种构造，该LED98将在该静电充电系统操作过程中发光，由此为操作者提供该流体18的喷射物正在被充电的指示。

该Zener二极管146用于在该电池组电压降低到所需水平以下时阻止电流流向高压电源28和LED98。如将认识到的那样，二极管经构造以在一个方向阻止电流。然而，如果供给电压大于特定水平，那么Zener二极管便于在该阻止方向的电流流动。因此，在本实施方案中，如果该电池组电压大于设定值，那么该Zener二极管146经构造以便于电流流向该LED98和高压电源28。例如，在某些实施方案中，该电池组30可以是市场上可得到的9V电池组。在该构造中，该高压电源28将经构造以将该9V输入提高到适于为流体18的喷射物静电充电的水平(例如10.5kV)。因此，Zener二极管146可以经构造以在该电池组电压降低到适于为该流体18的喷射物适当充电的水平以下时中止该静电充电系统的操作。例如，该Zener二极管146可以经构造以在该电池组电压降低到低于8.5、8、7.5、7、6.5、6伏特或更低时阻止电流流向该高压电源28和LED98。如将认识到的那样，使用具有其他伏特值的电池组的实施方案可以使用具有不同截止电压的Zener二极管146。由于该构造，LED98发光向操作者表示该静电充电系统启动并在所需压力范围内运行。

如前所述，该高压电源28经构造以将该电池组30的输出电压转变为适于该电晕充电电极24操作的电压。在本实施方案中，该高压电源28包括换流器148、变压器150和电压放大器152。该换流器148经构造以将来自该电池组30的直流电(DC)转变为适于该变压器150使用的交流电(AC)。在本实施方案中，该换流器148包括晶体管和电容器以由输入的DC信号产生模拟AC信号。然而，应当认识到在可替代的实施方案中可以使用其他换流器构造。然后该AC信号进入变压器150，在此处将电压放大。如将认识到的那样，变压器150输出的电压可以大约等于输入电压乘以二次绕组与一次绕组之比。

如图所示，该变压器150与电压放大器152(也可以称作Cockcroft-Walton发生器)电连接。如将认识到的那样，该电压放大器152的各级都包括两个电容器和两个二极管。因此，本实施方案使用三级电压放大器152。如将进一步认识到的那样，从该放大器152输出的电压基本上等于输入电压乘以级数的二倍。因此，本实施方案的电压放大器152经构造以输出约等于输入电压的六倍的电压。尽管在本实施方案中使用了三级电压放大器152，然而应当认识到可替代的放大器可以使用更多或更少级。例如，某些电压放大器可以包括1、2、3、4、5、6、7、8或更多级。通过使用电压放大器152提高来自变压器150的电压，与仅使用变压器150提高来自电池组30的电压的实施方案相比，可以降低该高压电源28的总尺寸和重量。尽管在本实施方案中使用Cockcroft-Walton电压放大器152，然而应当认识到可替代的实施方案可以使用其他电压倍增电路。

如前所述，从该高压电源28输出的电压在某些实施方案中可能约为10.5kV。该电压可以适于该电晕充电电极24使用。因为本实施方案使用该电晕充电电极24，因此该电极24可以位于该流体喷射物18的流路外部，由此实质降低或消除了流体在该电极24上的聚集并确保了该流体液滴被充分充电。此外，因为该喷罐16与该接地部32电连接，因此可以在该电晕充电电极24和该喷罐16之间保持较陡的电梯度(例如在小距离上的大电压)，由此提高了在流体液滴上的静电电荷并提高了该流体喷射物18与该目标物体14之间的传递效率。此外，因为该主体36接地，由与该喷罐16接触的流体液滴产生的电荷将被转移到接地部32并消散。因此，该喷罐16的电势可以维持基本上等于该接地部32的电势，由此实质降低或消除在该喷罐16的主体36和接地电势物体之间建立电压的可能性。

尽管此处仅显示和描述了本发明的特定特征，然而本领域技术人员将会想到很多改进和变化。因此，我们认识到后附权利要求意欲覆盖所有这些落入本发明的真实精神中的改进和变化。

Claims

1.一种静电喷涂系统，包括：

喷涂装置，其包括：

框架，其具有经构造以接收独立喷罐的容器；

触发器组件，其位于该框架内且经构造以选择性接合来自该独立喷罐的喷嘴的流体喷射物；

第一导电元件，其经构造以接触该独立喷罐；

第一电导体，其在该第一导电元件和接地部之间延伸，由此，在该独立喷罐与该第一导电元件接触时，该独立喷罐的第一电势等于该接地部的第二电势；和

电晕充电电极，其位于该独立喷罐的喷嘴附近，其中该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流，以使得来自该喷嘴的流体喷射物通过该离子流并带上静电,

所述喷涂装置还包括：电池组，其具有与所述电晕充电电极通过高压电源电连接的正极接头和与所述接地部电连接的负极接头；构造以接触所述独立喷罐的颈部的第二导电元件；在所述第二导电元件和所述接地部之间延伸的第二电导体；以及经构造以接触所述独立喷罐的颈部的第三导电元件，其中如果所述独立喷罐的颈部不与所述第二导电元件和第三导电元件接触，那么通向所述电晕充电电极的电流中断。

2.根据权利要求1所述的静电喷涂系统，其中该电晕充电电极位于该流体喷射物的流路之外。

3.根据权利要求1所述的静电喷涂系统，其中该电晕充电电极与该触发器组件连接。

4.根据权利要求1所述的静电喷涂系统，其中该第一导电元件经构造以接触该独立喷罐的主体。

5.根据权利要求1所述的静电喷涂系统，其中该第一电导体、第二电导体或其组合与目标物体电连接。

6.根据权利要求1所述的静电喷涂系统，包括：

与该框架连接且经构造以接触操作者的手的导电垫；和

在该导电垫和该接地部之间延伸的第四电导体。

7.一种静电喷涂系统，包括：

喷涂装置，其包括：

框架，其具有经构造以接收独立喷罐的容器；

经构造以接触该独立喷罐的主体的第一导电元件；

在该第一导电元件和接地部之间延伸的第一电导体，使得在该独立喷罐的主体与该第一导电元件接触时，该独立喷罐的主体的第一电势等于该接地部的第二电势；

经构造以接触该独立喷罐的颈部的第二导电元件；

在该第二导电元件和接地部之间延伸的第二电导体，使得在该独立喷罐的颈部与该第二导电元件接触时，该独立喷罐的颈部的第三电势等于该接地部的第二电势；和

经构造以为来自该喷嘴的流体喷射物静电充电的间接充电装置，

所述喷涂装置还包括：电池组，其具有与所述间接充电装置通过高压电源电连接的正极接头和与所述接地部电连接的负极接头；以及经构造以接触所述独立喷罐的颈部的第三导电元件，其中如果所述独立喷罐的颈部不与所述第二导电元件和第三导电元件接触，那么通向所述间接充电装置的电流中断。

8.根据权利要求7所述的静电喷涂系统，其中该接地部包括与建筑物地面、水管、位于土壤内的导电桩或其组合的电连接。

9.根据权利要求7所述的静电喷涂系统，其中该间接充电装置包括位于该独立喷罐的喷嘴附近的电晕充电电极，其中该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流，以使得来自该喷嘴的流体喷射物通过该离子流并带上静电。

10.根据权利要求7所述的静电喷涂系统，包括：

与该框架连接且经构造以接触操作者的手的导电垫；和

在该导电垫和该接地部之间延伸的第三电导体。

11.一种静电喷涂系统，包括：

喷涂装置，其包括：

框架，其具有经构造以接收独立喷罐的容器；

经构造以对来自该喷嘴的流体喷射物进行静电充电的间接充电装置；

经构造以接触该独立喷罐的颈部的第一导电元件；

经构造以接触该独立喷罐的颈部的第二导电元件，其中如果该独立喷罐的颈部不与该第一导电元件和第二导电元件接触，那么通向该间接充电装置的电流中断；和

在该第一导电元件或第二导电元件和接地部之间延伸的第一电导体，使得在该独立喷罐的颈部与该第一导电元件或第二导电元件接触时，该独立喷罐的颈部的第一电势等于该接地部的第二电势。

12.根据权利要求11所述的静电喷涂系统，其中该间接充电装置包括位于该独立喷罐的喷嘴附近且位于该流体喷射物的流路外部的电晕充电电极，其中该电晕充电电极经构造以向该独立喷罐发射离子流，以使得来自该喷嘴的流体喷射物通过该离子流并带上静电。

13.根据权利要求11所述的静电喷涂系统，其中该第一电导体与目标物体电连接。

14.根据权利要求11所述的静电喷涂系统，包括：

经构造以接触该独立喷罐的主体的第三导电元件；

在该第三导电元件和接地部之间延伸的第二电导体，使得在该独立喷罐的主体与该第三导电元件接触时，该独立喷罐的主体的第三电势等于该接地部的第二电势。

15.根据权利要求11所述的静电喷涂系统，其中该喷涂装置包括经构造以选择性启动该间接充电装置的电开关，其中该开关定位成使得在该触发器组件位于接合来自该喷嘴的流体喷射物时该触发器组件闭合该开关。

16.根据权利要求11所述的静电喷涂系统，其中该喷涂装置包括具有经构造以与该框架的容器界面连接的开口部分的可移除的外壳，以及其中该可移除的外壳经构造以在该可移除的外壳与该框架连接时封闭该独立喷罐并使该独立喷罐朝该容器偏置。