CN103100500B - 一种气动喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动喷枪，包括枪体，枪芯的尾部设于枪体内，在枪芯外套有枪内套，喷嘴设于枪内套的前端，在喷嘴上开有与枪芯前端相配合的喷口，在枪内套外套有枪颈，在枪颈的前端设有分体颈，枪芯与枪内套之间形成有容许液体通过的液体间隙，其特征在于：在枪内套与枪颈之间形成有容许吹气气流通过的气流间隙。本发明在液路压力传送的基础上，在压力管路的外层，增加了气流传送层，喷射时将喷嘴口部的液体，通过高速气流主动将液体喷射出去。该喷枪完全克服了现有喷枪的缺陷，满足喷射粘度要求达5000CPS的粘稠液体，能响应40毫秒/次的高频率要求，同时喷射量精密可控，而且喷射寿命达到3000万次以上。

Description

一种气动喷枪

技术领域

本发明涉及一种喷射工具，在食品机械、医药机械、烟草机械、灌装机械等高速自动化生产线设备中用于对一些高要求的、特殊的液态物品进行终点喷射传送，例如一些粘稠、易氧化、腐蚀性液体的喷射，和一些微小量液体的定量喷射。

背景技术

国内外在高速自动化设备的液体终端传送——喷射的领域中，一般使用喷枪作为喷射工具，其工作原理是：液体通过压力传输至喷枪，通过喷枪内喷嘴的开关作用，将液体喷送至指定位置，而这种喷枪，因结构和制造工艺方面的原因，使用范围很狭窄，对于一些高要求的使用场合和喷射一些特殊性能的液体，就不能完全满足要求，其缺陷主要表现在：

1、对于特殊的液态物质，如粘度较高的乳化油液，或者粘稠的、易氧化的包装用乳胶，一般的喷枪在喷射过程中极容易产生拖尾、飞丝、残液，氧化结块堵塞等缺陷，而且因重力原因，液体的喷射方向有较大的局限，不能全方位地朝逆向于重力的方向喷射。

2、在一些对精密控制有高要求的场合，例如高频率、定量的喷射，现有喷枪，无法响应高频率要求，也不能精确控制和调节喷射量。

3、在高要求的自动化控制领域，对喷枪的使用寿命有更加苛刻的要求，现有喷枪因为喷嘴频繁的开关作用，在一定周期内，喷枪内的活动零件就容易失效，这个周期就是使用寿命，现有的喷枪，对使用寿命没有一个明确的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于特殊液态物质且精确可控的喷射工具。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种气动喷枪，包括枪体，枪芯的尾部设于枪体内，在枪芯外套有枪内套，喷嘴设于枪内套的前端，在喷嘴上开有与枪芯前端相配合的喷口，在枪内套外套有枪颈，在枪颈的前端设有分体颈，在分体颈上开有通孔，通孔与喷口同轴布置，枪芯与枪内套之间形成有容许液体通过的液体间隙，液体间隙与开在枪体上的导流口相连通，活塞设于枪芯的尾端，在枪芯的尾部外套有滑动套，活塞在外置的电磁阀的控制下推动枪芯前进或后退，枪芯前进到位后，枪芯前端将喷口堵死，枪芯后退到位后，液体由枪芯前端与喷口之间的间隙经通孔喷出，其特征在于：在枪内套与枪颈之间形成有容许吹气气流通过的气流间隙，气流间隙的一端与开在枪体上的进气孔一相通，气流间隙的另一端与通孔相通，气流经气流间隙由通孔吹出从而将喷嘴口部处的液体吹向指定位置。

优选地，在所述喷嘴的外圆周面上向外延伸一圈凸起，该凸起与所述分体颈的内壁之间密封配合，在凸起的径向均布多个斜孔，所述气流通过斜孔后形成旋风气流。

优选地，在所述枪芯的尾部外套有密封圈，在所述活塞外套有活塞密封圈及弹簧固定座，密封圈及活塞密封圈均与所述枪体的内壁密封配合，所述枪体位于密封圈与活塞密封圈之间的部分形成气腔，在所述枪体上设有安装座，活塞弹簧的两端分别与弹簧固定座及安装座连接固定，喷量调整帽的螺杆端穿设于安装座内，螺杆端与安装座之间螺纹配合，螺杆端的端部露出安装座外，螺杆端的该端部与弹簧固定座之间的距离为所述枪芯的运动行程。

优选地，所述电磁阀选用响应周期至少达26ms/次的高速电磁阀；所述滑动套由聚四氟乙烯材料制得；所述密封圈及所述活塞密封圈均由邵氏65度的氟橡胶材料制得。

优选地，在所述喷量调整帽螺帽端内形成有内腔，张紧弹簧设于内腔内，所述喷量调整帽在旋转过程中，张紧弹簧始终处于轴向张紧状态。

优选地，所述喷嘴与所述枪芯的加工工艺为：先预精加工，随后热处理，最后外圆精磨，其中，经热处理后，使得所述述喷嘴与所述枪芯的硬度达到HRC45-50，经外圆精磨后，使得所述枪芯的前端与所述喷口的喷口壁的表面光洁度至少达到Ra0.4。

本发明在液路压力传送的基础上，在压力管路的外层，增加了气流传送层，喷射时将喷嘴口部的液体，通过高速气流主动将液体喷射出去。该喷枪完全克服了现有喷枪的缺陷，满足喷射粘度要求达5000CPS的粘稠液体，能响应40毫秒/次的高频率要求，同时喷射量精密可控，而且喷射寿命达到3000万次以上。

附图说明

图1为本发明提供的一种气动喷枪的结构示意图；

图2为本发明提供的一种气动喷枪的侧视图；

图3为本发明提供的一种气动喷枪的尾部的局部放大示意图；

图4为本发明提供的一种气动喷枪的喷嘴部分的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供的一种气动喷枪，包括枪体1、枪颈2、分体颈3、枪内套4、枪芯5、喷嘴6、喷量调整帽7、滑动套8、活塞密封圈9、密封圈10，O型密封圈11、外置的电磁阀12、张紧弹簧13、气管接头一14、气管接头二15及活塞弹簧16。枪体1上开有进气孔一、进气孔二、电磁阀进气口18、电磁阀工作口19、电磁阀泄压口20及导流口21。结合图2，在进气孔一及进气孔二上分别安装气管接头一14及气管接头二15。结合图3，枪芯5的尾部位于枪体1内，在枪芯5的尾部外套有滑动套8及密封圈10。活塞安装在枪芯5的尾端，在活塞外套有活塞密封圈9及弹簧固定座，枪体1内位于活塞密封圈9与密封圈10之间的部分中空形成气腔17。安装座安装在枪体1上，活塞弹簧16的两端分别与弹簧固定座及安装座连接固定。喷量调整帽7的螺杆部分位于安装座内，其与安装座之间螺纹配合，该螺杆部分的端部与弹簧固定座之间的距离为枪芯5的运动行程。在喷量调整帽7的螺帽部分内形成有内腔，张紧弹簧13位于内腔内，其套在螺杆部分外，张紧弹簧13的一端抵住螺帽部分的内壁，另一端抵住安装座。

在枪芯5外依次套有枪内套4及枪颈2，喷嘴6安装在枪内套4的前端。结合图4，喷嘴6上开有一个锥形的喷口，枪芯5前端为与喷口相配合的锥体，分体颈3安装在枪颈2的前端，分体颈3套在喷嘴6外，在分体颈3上开有通孔，喷口的口部位于通孔内，通孔与喷口同轴布置。喷嘴6外圆周面上向外延伸一圈凸起，该凸起与分体颈3的内壁之间密封配合，在凸起的径向均布多个斜孔22。喷嘴6与枪内套4之间及分体颈3与枪颈2之间分别通过一个O型密封圈11密封。枪芯5与枪内套4之间形成有容许液体通过的液体间隙，枪内套4与枪颈2之间形成有容许吹气气流通过的气流间隙。液体间隙与导流口21相连通。气流间隙的一端与进气孔一相通，气流间隙的另一端经由斜孔22与通孔相通。

活塞在外置的电磁阀12的控制下推动枪芯5前进或后退，枪芯5前进到位后，枪芯5前端将喷口堵死，枪芯5后退到位后，液体由枪芯5前端与喷口之间的间隙经通孔喷出，其具体工作过程为：

液体通过压力传输，从导流口21流入，经液体间隙至喷嘴6处等待喷射。喷嘴6与枪芯5的配合状态决定着喷射的状态：喷嘴6与枪芯5处于紧密配合状态时，喷枪关闭不喷；喷枪喷射时，喷嘴6与枪芯5由于枪芯5的后退运动而产生间隙，压力液体从其所产生的间隙处喷射出来，喷枪处于喷射状态。

本发明提供的喷枪在喷射状态时，吹气气流通过气管接头一14接入气流间隙，从该气流间隙经斜孔22后由通孔吹出，将喷嘴6口部处的液体吹向指定位置，完成一个喷射循环。

喷枪的喷射频率由电磁阀12控制枪芯5运动确定，具体的控制过程为：压力源气体通过喷枪的气管接头二15与电磁阀进气口18相通，电磁阀工作口19与气腔17相通，电磁阀泄压口20与大气相通，当电磁阀12线圈通电时，电磁阀进气口18与电磁阀工作口19接通，这时气腔17内压力与压力源气体压力相等，气腔17内压力气体推动活塞克服活塞弹簧16的弹力和枪芯5的摩擦力而产生后退，当电磁阀12断电时，电磁阀进气口18与电磁阀工作口19关闭，同时电磁阀工作口19与电磁阀泄压口20接通，气腔17内气体压力瞬间降为大气压力，活塞在活塞弹簧16的弹力下做前进运动，所以电磁阀12的通断电控制了枪芯5的运动。电磁阀12通电，枪芯5后退，枪芯5与喷嘴6打开，液体从喷嘴6口喷出；电磁阀12断电，枪芯5前进，枪芯5与喷嘴6闭合，液体关闭不喷。

每次喷射，由于高速气流的作用，将从喷嘴6口部流出的液体，吹送至指定位置，保证喷射后喷嘴5口部干净彻底，不影响下次喷射。用气流吹送液态物质的方法彻底解决了喷射粘稠液体时产生的拖尾、飞丝、残液等缺陷，同时解决了喷射角度局限于不能朝重力反方向喷射和喷射易氧化液体时容易引起喷嘴堵塞的问题。

本发明提供的喷枪的高频响应能力，主要表现在枪芯5的快速响应运动上。枪芯5的运动受力主要受枪芯5尾部活塞的推力F1、活塞弹簧16的弹力F2、滑动套8、活塞密封圈9和密封圈10给枪芯5的摩擦力f3的合力作用，当枪芯5后退，喷嘴6打开喷射时，枪芯5所受的合力F＝F1-F2-f3，枪芯5前进喷嘴6关闭不喷时，枪芯5所受合力为F′＝F2-f3，从以上两式得知，气压推力F1的响应快慢与摩擦力f3的大小是影响枪芯5响应速度的主要因素。气压推力F1的响应周期主要由电磁阀12的响应周期确定，本发明提供的喷枪的电磁阀12选用响应周期达26ms/次高速电磁阀。同时，滑动套8选用摩擦系数较少的聚四氟乙烯材料，活塞密封圈9和密封圈10分别采用邵氏65度柔软的氟橡胶材料，与普通邵氏70度的丁晴橡胶密封圈比较，材料本身摩擦系数降至较低水平，使枪芯5更能响应快速的运动频率。实验证明，本发明提供的喷枪的响应周期在实际应用中达到了40ms/次的响应周期。

本发明提供的喷枪在喷枪后部设计了精确的喷量调整装置，通过旋转带刻度的喷量调整帽7，可以改变枪芯5的行程，由于喷量调整帽7内腔安装了张紧弹簧13，旋转喷量调整帽7时，其始终与喷枪体处于轴向张紧状态。现有的结构，是通过旋转精密螺纹来调整行程，但不管螺纹加工至如何精密，因螺纹本身的间隙在调整枪芯行程时会因为螺纹的轴向间隙产生误差，而本发明提供喷枪的喷量调整帽7内腔安装的张紧弹簧13消除了螺纹本身的轴向配合间隙，保证调整枪芯5行程的精确稳定。所以，通过枪芯5行程的精确调整，可以改变枪芯5与喷嘴6的出口间隙，从而精确控制喷嘴的喷射量。

本发明提供的喷枪设置了由12个边缘径向均布的斜孔22组成旋风装置，旋风是由斜孔22产生的，具体过程为：吹气气流通过喷枪的气管接头一14接入气流间隙，经由斜孔22后，最后吹出的气流是一种旋风气流。实验证明，经过狭小斜孔22的旋风气流与没有经过斜孔的直接气流比较，旋风气流的吹离作用更平稳、更可以保证喷嘴6口部干净彻底。此旋风高速平稳气流，在喷射时能准确地将喷嘴6处液体平稳吹离，并在喷嘴6口部形成圆锥形雾状，对比现有喷枪的射线点状液体，有喷射面积大小可以通过调整喷射距离精确控制，喷射后液体不反溅的优点。

喷嘴6与枪芯5采用环保耐腐蚀的高铬合金钢由以下加工工艺制得：先预精加工，随后热处理，最后外圆精磨，其中，经热处理后，使得喷嘴6与所述枪芯5的硬度达到HRC45-50，经外圆精磨后，使得所述枪芯5的前端与所述喷口的喷口壁的表面光洁度至少达到Ra0.4。采用上述工艺后，喷嘴6与枪芯5呈现出优良耐磨和耐腐蚀性能，试验寿命已经达到3千万次，通过试验前和试验后喷嘴6及枪芯5的尺寸检测未变形，可以推断出本发明提供的喷枪的使用寿命至少可超过3千万次。

Claims (1)

1.一种气动喷枪，包括枪体（1），枪芯（5）的尾部设于枪体（1）内，在枪芯（5）外套有枪内套（4），喷嘴（6）设于枪内套（4）的前端，在喷嘴（6）上开有与枪芯（5）前端相配合的喷口，在枪内套（4）外套有枪颈（2），在枪颈（2）的前端设有分体颈（3），在分体颈（3）上开有通孔，通孔与喷口同轴布置，枪芯（5）与枪内套（4）之间形成有容许液体通过的液体间隙，液体间隙与开在枪体（1）上的导流口相连通，活塞设于枪芯（5）的尾端，在枪芯（5）的尾部外套有滑动套（8），活塞在外置的电磁阀（12）的控制下推动枪芯（5）前进或后退，枪芯（5）前进到位后，枪芯（5）前端将喷口堵死，枪芯（5）后退到位后，液体由枪芯（5）前端与喷口之间的间隙经通孔喷出，其特征在于：在枪内套（4）与枪颈（2）之间形成有容许吹气气流通过的气流间隙，气流间隙的一端与开在枪体（1）上的进气孔一相通，气流间隙的另一端与通孔相通，气流经气流间隙由通孔吹出从而将喷嘴（6）口部处的液体吹向指定位置；

在所述喷嘴（6）的外圆周面上向外延伸一圈凸起，该凸起与所述分体颈（3）的内壁之间密封配合，在凸起的径向均布多个斜孔（22），所述气流通过斜孔（22）后形成旋风气流；

在所述枪芯（5）的尾部外套有密封圈（10），在所述活塞外套有活塞密封圈（9）及弹簧固定座，密封圈（10）及活塞密封圈（9）均与所述枪体（1）的内壁密封配合，所述枪体（1）位于密封圈（10）与活塞密封圈（9）之间的部分形成气腔，在所述枪体（1）上设有安装座，活塞弹簧（16）的两端分别与弹簧固定座及安装座连接固定，喷量调整帽（7）的螺杆端穿设于安装座内，螺杆端与安装座之间螺纹配合，螺杆端的端部露出安装座外，螺杆端的该端部与弹簧固定座之间的距离为所述枪芯（5）的运动行程；

所述电磁阀（12）选用响应周期至少达26ms/次的高速电磁阀；所述滑动套（8）由聚四氟乙烯材料制得；所述密封圈（10）及所述活塞密封圈（9）均由邵氏65度的氟橡胶材料制得；

在所述喷量调整帽（7）螺帽端内形成有内腔，张紧弹簧（13）设于内腔内，所述喷量调整帽（7）在旋转过程中，张紧弹簧（13）始终处于轴向张紧状态；

所述喷嘴（6）与所述枪芯（5）采用环保耐腐蚀的高铬合金钢由以下加工工艺制得：先预精加工，随后热处理，最后外圆精磨，其中，经热处理后，使得所述喷嘴（6）与所述枪芯（5）的硬度达到HRC45-50，经外圆精磨后，使得所述枪芯（5）的前端与所述喷口的喷口壁的表面光洁度至少达到Ra0.4。