CN104619426A - 用于无空气喷涂器的蓄压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无空气流体分配装置，其包括往复式流体泵、驱动元件、喷嘴尖端和蓄压器。往复式流体泵直接地加压流体。驱动元件向泵供应动力。喷嘴尖端组件被构造成用于接收来自泵的加压流体。蓄压器被定位成与喷嘴尖端组件一起同时地被往复式流体泵加压，并且被构造成用于当往复式流体泵在转换位置处时向喷嘴尖端提供加压流体。

Description

用于无空气喷涂器的蓄压器

技术领域

本发明涉及流体分配系统。具体地，本发明涉及用于分配油漆、清漆等的无空气喷涂器。

背景技术

喷漆器是公知的，并且广泛用于涂饰诸如建筑结构、家具等的表面。无空气喷漆器由于其很好地雾化流体的能力因而提供高质量抛光。无空气喷漆器通常连接到油漆源，包括抽吸油漆的泵机构，并且包括油漆排放通过的小形状的孔。泵机构通常由操作员致动的马达驱动。无空气喷漆器能够将流体油漆加压到3,000psi[磅每平方英寸](～20.7MPa)以上。为到达这些压力，典型的泵机构利用往复式活塞。泵机构的循环可能在被抽吸的流体中产生脉动。脉动可能降低被抽吸的流体的喷涂质量，特别是当使用高度雾化的油漆用于油漆罩面项目时。

蓄压器是用于减轻脉动作用的一个已知方法。蓄压器存储用于在泵机构的低压运动过程中释放的高压流体。在一个设计中，蓄压器整体形成至喷涂器的喷嘴尖端中，如Siczek等人的3,893,627号美国专利所述，该专利被转让给Graco公司。这种设计增加了喷嘴尖端的复杂性并且增加用于拆卸、清洁和维护所需要的时间量。

发明内容

无空气流体分配装置包括往复式流体泵、驱动元件、喷嘴尖端和蓄压器。往复式流体泵直接地加压流体。驱动元件向泵供应动力。喷嘴尖端组件被构造成用于从泵接收加压流体。蓄压器被定位成与喷嘴尖端组件一起同时地被往复式流体泵加压，并且被构造成用于当往复式流体泵在转换位置处时向喷嘴尖端提供加压流体。

本发明涉及与流体分配装置一起使用的蓄压器。在一个实施例中，手持式无空气流体分配装置包括壳体主体、流体容器、泵送装置、主驱动元件、喷嘴尖端和蓄压器。壳体主体被构造成用于在操作过程中由手持式无空气流体分配装置的操作员携带和支撑扶。流体容器由壳体主体支撑。泵送装置安装到壳体主体。主驱动元件连接到壳体主体并且连接到泵送装置以致动泵送装置。喷嘴尖端连接到泵送装置的出口。蓄压器设置在泵送装置和喷嘴尖端之间，蓄压器具有可变容积。

能够拆卸的蓄压器装置包括：圆筒形壳体，所述圆筒形壳体限定了内部空间、封闭端和开口端；活塞，所述活塞设置在内部空间中并且能够延伸到开口端；凸缘，所述凸缘从活塞延伸；弹簧，所述弹簧设置在内部空间中并且从凸缘延伸到封闭端；密封件，所述密封件围绕活塞设置在内部空间中，并且定位在开口端和凸缘之间；和轴衬，所述轴衬在凸缘和开口端之间围绕活塞。

附图说明

图1是包括蓄压器的便携式无空气喷涂器的透视图。

图2是泵机构和连接到图1的便携式无空气喷涂器的泵阀的喷嘴尖端组件的侧剖视图。

图3是图2的连接到控制阀和蓄压器的泵阀的正面剖视图。

图4是用于便携式无空气喷涂器的蓄压器的可替换的实施例的剖视图。

具体实施方式

图1是蓄压器11用于其中的便携式无空气喷涂器10的透视图。在示出的实施例中，便携式无空气喷涂器10包括蓄压器11、壳体12、手枪式握把13、控制阀14、驱动元件16、泵机构18、泵阀20、喷嘴尖端组件22、电池23、流体容器24和触发件25。便携式无空气喷涂器10的部件被一起封装在一体式手持装置中，该一体式手持装置在没有连接到流体供应的外部动力源的使用过程中完全由操作员携带和支撑。然而，在其它的实施例中，其它类型的喷涂系统可以与蓄压器一起使用。

喷涂器10包括无空气分配系统，其中泵机构18通过来自驱动元件16的动力从容器24抽吸流体，加压流体，用于通过喷嘴尖端组件22雾化。流体容器24设置有流体，流体被期望从喷涂器10喷出。例如，流体容器24填充有通过与容器24的盖的连接供送到喷嘴尖端组件22的油漆或清漆。电池23插入连接到手枪式握把13的电池端口中，以向壳体12中的驱动元件16提供动力。触发件25连接到电池23并且驱动元件16，使得一旦致动触发件25，则将动力输入提供到泵机构18。泵机构18从容器24抽吸流体并且向喷嘴尖端组件22提供加压流体。喷嘴尖端组件22包括从泵机构18接收加压流体的喷涂孔。喷嘴尖端组件22提供高度雾化的流体流以产生高质量抛光。

在不同的实施例中，泵机构18包括，齿轮泵、活塞泵、柱塞泵、叶片泵、旋转膜片泵、球形泵、旋转凸轮泵、膜片泵或具有齿条和小齿轮驱动器的伺服马达。在不同的实施例中，驱动元件16包括可以用于驱动曲轴、凸轮、摇摆板或摇臂的电动马达、空气驱动(气动的)马达、线性致动器或气体发动机。在描述的实施例中，泵机构18包括往复式活塞泵并且驱动元件16包括DC马达。在变化的实施例中，泵机构18生成约从360磅每平方英寸[psi](～2.48MPa)达到约3,000psi(～20.7MPa)或更高的范围的孔喷涂压力或流动压力。

蓄压器11提供的可扩展容积在泵机构18处于低压状态的同时，通过抽吸过程加压，以向喷嘴尖端组件22提供加压流体。对于公开的实施例，蓄压器11包括的装载弹簧的容积在往复式活塞泵送装置的活塞在转变位置处时提供加压流体。

图2是包括驱动元件16、泵机构18、泵阀20和喷嘴尖端组件22的便携式无空气喷涂器10的图解示意图。驱动元件16向泵机构18提供动力，泵机构18在入口管26处将流体从流体容器24(图1)抽吸进入壳体12。泵机构18加压流体并且将流体抽吸到流体地连接到喷嘴尖端组件22的压力腔28。喷嘴尖端组件22通过用户致动或通过流体致动，以允许加压流体通过孔30，孔30雾化用于喷涂的流体。

驱动元件16包括机构或马达，用于产生驱动轴32的旋转。在示出的实施例中，驱动元件16包括电动马达并且泵机构18包括双重活塞泵。泵机构18包括轴34，轴34通过齿轮系统36连接到驱动元件16的轴32。例如，齿轮38、40、42和44和轴46提供的齿轮减少装置减速了从由轴32提供的输入到轴34的输入。具体地，轴32旋转齿轮38，齿轮38与齿轮40接合以旋转轴46。轴46旋转齿轮42，齿轮42通过齿轮44驱动轴34。轴34的旋转产生毂48的摆动。Johnson等人的出版号为2012/0037726的美国专利申请进一步描述了毂48的操作，该专利转让于Graco Minnesota公司并且通过参考被合并于此。

活塞50和52接合毂48使得毂48的摆动产生活塞50和52的往复运动。活塞50设置在汽缸54中并且活塞52设置在汽缸56中。在返回冲程中，活塞50通过连接到毂48而在汽缸54中后退，以通过端口57将流体从入口管26抽吸进入汽缸54，而活塞52同时地通过与毂48的接合被向前推动，以将流体从汽缸56和腔58中推动进入压力腔28，所述压力腔28用作用于泵机构18和泵阀20的出口。在前进行程中，活塞50通过连接到毂48而向前移动，以通过壳体12中的开口(未示出)将流体从汽缸54推动进入腔58和汽缸56中，而活塞52同时地随着流体从腔58移动进入汽缸56而通过腔58中的压力被向后推动。为适应这种容积流量，活塞50具有足以填充汽缸56和腔58二者的排代容积(displacement volume)。泵阀20防止腔58中的流体回流到汽缸54中。入口阀59防止汽缸54中的流体回流到入口管26中。来自压力腔28的加压流体流进喷嘴尖端组件22中，喷嘴尖端组件22包括致动针60，致动针60可以被选择性地致动以允许加压流体流过孔30。Thompson等人的出版号为2011/0198413的美国专利申请进一步描述了喷嘴尖端组件22的操作，该专利转让于Graco Minnesota公司并且通过参考被合并于此。

便携式无空气喷涂器10被构造成用于能够喷射具有不同黏性的流体、稠密的流体和稀薄的流体。例如，喷涂器10可以喷射诸如涂料或环氧树脂的稠密流体，并且喷涂器10可以被构造成用于喷射诸如油漆和清漆的稀薄流体。泵阀20被调节以通过改变入口止回阀59被允许打开的量来构造喷涂器10用于不同的流体。泵阀20包括杆62和旋钮64，并且入口止回阀59包括弹簧66、球状物68、基座70和安装环72。国际出版号WO2013/090739的专利更详细地示出和讨论了泵阀20和入口止回阀59，该专利被转让给Graco Minnesota公司并且通过参考被合并于此。

如图3所示，蓄压器11流体地连接到压力腔28和液压汽缸54和56之间的腔58。如上述的出版号为的2011/0198413的美国专利申请所述，先前的便携式无空气喷涂器已经利用压力腔28的区域来提供固定容积的蓄压器作用。然而，由该空间提供的收集作用由于压力腔28的固定容积和缺乏独立的压力生成而受到限制。本发明利用可扩展容积，所述可扩展容积可以独立地产生到喷嘴尖端组件22的加压流体，以使由于泵机构18的抽吸波动而在孔30处出现的排放脉动平稳。

图3是图2的连接到控制阀14和蓄压器11的泵阀20的正面剖视图。控制阀14包括壳体76、柱塞78、弹簧80、盖82、球状物84、操纵杆86和衬垫88。蓄压器11包括壳体90、活塞92、弹簧94、轴衬96、密封件98和引导件100。

控制阀14的壳体76被螺纹接合至壳体12(图2)中以与压力腔28相交，并且因此暴露给由泵机构18生成的流体压力。壳体76还流体地连接到容器24(图1)。因此，完整的流体回路形成在流体容器24、泵机构18、压力腔28和控制阀14之间。弹簧80抵靠衬垫88偏置球状物84以关闭流体回路。操纵杆86由操作员致动以将由泵机构18加压的流体连接到容器24。因而，控制阀14可以用于通过从系统排放空气来准备好泵机构，或在完成喷射操作之后释放高压流体。球状物84还可以在超压状态过程中作为安全措施从衬垫88处移走。国际出版号WO2013/097361的专利更详细地示出和讨论了控制阀14，该专利被转让给Graco Minnesota公司并且通过参考被合并于此。

蓄压器11的壳体90在螺纹连接件102处连接到喷涂器10的壳体12。因此，壳体90的外表面包括与壳体12中的配合螺纹接合的螺纹。O型环101定位在壳体90和壳体12之间。壳体90包括的圆柱主体具有端口104位于其中的封闭端，和面向压力腔28的开口端。活塞92和引导件100设置在壳体90的内部空间中。活塞92通过壳体90的开口端延伸以接合压力腔28。引导件100连接到活塞92并且设置在活塞92和端口104之间。弹簧94围绕引导件100定位并且抵靠凸缘106推动以将活塞92朝压力腔28移动。在示出的实施例中，凸缘106从引导件100延伸并且活塞92插入引导件100中的插孔内。引导件100确保弹簧94在壳体90中合适地对准以在线性方向上推动活塞92并且防止固定。轴衬96围绕活塞92定位并且接合壳体90，以通过与凸缘106接触来防止活塞92和引导件100离开壳体90。因而，活塞92能够在轴衬96中移动或滑动。密封件98防止压力腔28中的流体进入壳体90中。在一个实施例中，密封件98包括U形杯密封件，虽然在其它的实施例中可以使用其它的密封件。然而，可以泄露进入壳体90中的任何流体能够在端口104处流出。诸如如果壳体90的内部空间将填充有防止活塞92运动的流体，端口104防止蓄压器11的液压锁定。

蓄压器11提供的空间容积可以填充有来自泵机构18的流体。具体地，活塞92占据壳体90中容积，壳体90随着压力腔28变得填充有加压流体而变得填充有流体。流体压力克服弹簧94的作用力并且将活塞92移动进入壳体90中，以允许壳体90填充有加压流体。壳体90中的流体容积通过作用在活塞92上的弹簧94的作用力变得被额外地加压。当泵机构18达到低压操作状态时，诸如在其中活塞50和52(图2)反转方向的转换位置时，活塞92从壳体90延伸并且作用在压力腔28中的流体上以保持流体上的压力。由弹簧94和活塞92施加的压力防止压力腔28中的压力下降至零，否则这可以仅在片刻间发生。蓄压器11施加到流体的压力到高于零压力状态的程度，蓄压器11减小在喷嘴尖端组件22处排放的流体中的脉动。在蓄压器11排放壳体90中的流体之后，泵机构18返回到高压状态，再次使用加压流体将活塞92推回到壳体90中。因此，随着泵机构18定期地循环通过低压状态和高压状态，蓄压器11增加喷涂器10的低压状态的压力以减少脉动的影响，这增加喷涂器10的喷涂连贯性并且为喷涂器10的操作员增加了施加稳定抛光的能力。

图4是本发明的与便携式无空气喷涂器10一起使用的蓄压器的可替换实施例的剖视图。图4的蓄压器11包括许多与图3的蓄压器11相同的部件并且所述部件被相应地编号。然而，在图4中，蓄压器11包括活塞108、轴衬110和卡环112。活塞108包括轴114、引导件116和凸缘118。

活塞108以与图3的活塞92和引导件100类似的方式操作。然而，图4的轴114和引导件116结合在单件式构造中。凸缘118也结合在所述单件式构造中以进一步减少部件的数量。轴114、引导件116和凸缘118接合轴衬110并且操作以将加压流体从壳体90中的空间通过壳体12中的空心部分120施加到压力腔28。图4的实施例进一步包括卡环112，卡环112用于防止蓄压器11的任何部件离开壳体90和进入壳体12。例如，卡环112保持与轴衬110平齐接合的密封件98，以增加密封能力并且防止密封件98离开壳体90。卡环112还保持蓄压器，蓄压器被装配为可以在分离成单独部件的情况下从壳体12移除的部件。由于这种蓄压器11可以被容易地从喷涂器10移除和替代。

因为蓄压器包括承受压力的移动部件，蓄压器具有有限的使用疲劳寿命。蓄压器11很容易接近并且可以在无需拆卸喷涂器的情况下从喷涂器移除。另外，蓄压器11被方便地封装在壳体90中，从而能够通过替代的蓄压器而迅速更换。可选地，蓄压器11可以通过诸如螺丝刀的普遍的手动工具被快速地移除和拆卸，以便于迅速的移除、拆卸、清洁和再组装。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解在没有脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变并且等同物可以替代本发明的元件。另外，在没有脱离本发明的实质范围的情况下可以进行许多修改以使得具体的位置或材料适应本发明的教导。因此，预期本发明不受限于公开的具体实施例，但是本发明将包括落入随附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种无空气流体分配装置，包括：

往复式流体泵，所述往复式流体泵用于直接加压流体；

驱动元件，所述驱动元件用于向往复式流体泵供应动力；

喷嘴尖端组件，所述喷嘴尖端组件被构造成用于从往复式流体泵接收加压流体；

蓄压器，所述蓄压器被定位成与喷嘴尖端组件一起同时地被往复式流体泵加压，并且被构造成用于当往复式流体泵在转换位置处时向喷嘴尖端组件提供加压流体。

2.根据权利要求1所述的无空气流体分配装置，其中：所述蓄压器包括：

活塞，所述活塞接合无空气流体分配装置中的加压流体；和

弹簧，所述弹簧朝加压流体偏置活塞。

3.根据权利要求2所述的无空气流体分配装置，其中：所述蓄压器进一步包括：

圆筒形壳体，所述圆筒形壳体限定：

内部空间；

封闭端；和

开口端；

其中，所述活塞被设置在所述内部空间中并且能够延伸到开口端；

从活塞延伸的凸缘，其中弹簧被设置在所述内部空间中并且从凸缘延伸到封闭端；

密封件，所述密封件围绕活塞设置在所述内部空间中，并且定位在开口端和凸缘之间；和

轴衬，所述轴衬在凸缘和开口端之间围绕活塞。

4.一种手持式无空气流体分配装置，包括：

壳体主体，所述壳体主体被构造成用于在操作过程中由手持式无空气流体分配装置的操作员携带和支撑；

流体容器，所述流体容器由壳体主体支撑；

泵送装置，所述泵送装置安装到壳体主体；

主驱动元件，所述主驱动元件连接到壳体主体并且连接到泵送装置以致动泵送装置；

喷嘴尖端，所述喷嘴尖端连接到泵送装置的出口；和

蓄压器，所述蓄压器设置在泵送装置和喷嘴尖端之间，蓄压器具有可变容积。

5.根据权利要求4所述的手持式无空气流体分配装置，其中：所述喷嘴尖端包括：

压力致动的弹簧偏置球阀，所述压力致动的弹簧偏置球阀被构造成用于在来自泵机构的加压流体下打开；和

孔元件，所述孔元件连接到球阀以雾化加压流体。

6.根据权利要求4所述的手持式无空气流体分配装置，其中：所述泵送装置包括：

往复式活塞流体泵，所述往复式活塞流体泵包括至少两个泵腔，所述至少两个泵腔被构造成用于由至少一个活塞异相地致动。

7.根据权利要求4所述的手持式无空气流体分配装置，其中：所述蓄压器流体地连接到设置在喷嘴尖端和泵送装置之间的压力腔。

8.根据权利要求7所述的手持式无空气流体分配装置，进一步包括：

泵阀，所述泵阀流体地连接泵送装置和喷嘴尖端组件；和

入口止回阀，所述入口止回阀将流体容器流体地连接到泵阀，所述泵阀控制入口止回阀打开的距离；

其中蓄压器流体地连接到泵阀。

9.根据权利要求7所述的手持式无空气流体分配装置，其中蓄压器包括：

活塞，所述活塞接合压力腔；和

弹簧，所述弹簧朝压力腔偏置活塞。

10.根据权利要求9所述的手持式无空气流体分配装置，其中蓄压器进一步包括：

汽缸，所述汽缸连接到壳体，并且限定用于可变容积的空间，活塞被设置在所述空间中；

其中弹簧被设置在所述空间内，位于活塞和汽缸之间。

11.根据权利要求10所述的手持式无空气流体分配装置，其中蓄压器进一步包括：

轴衬，所述轴衬围绕活塞；和

密封件，所述密封件在轴衬和压力腔之间围绕活塞。

12.根据权利要求11所述的手持式无空气流体分配装置，进一步包括：

定位器，所述定位器设置在汽缸中以防止密封件进入压力腔。

13.根据权利要求10所述的手持式无空气流体分配装置，进一步包括：

弹簧引导件，所述弹簧引导件从活塞延伸进入汽缸；和

凸缘，所述凸缘从弹簧引导件或活塞延伸以将作用力从弹簧传递到活塞。

14.根据权利要求10所述的手持式无空气流体分配装置，进一步包括：

流出端口，所述流出端口在活塞之后定位在汽缸中。

15.一种能够拆卸的蓄压器装置，包括：

圆筒形壳体，所述圆筒形壳体限定：

内部空间；

封闭端；和

开口端；

活塞，所述活塞设置在所述内部空间中并且能够延伸到开口端；凸缘，所述凸缘从活塞延伸；

弹簧，所述弹簧设置在所述内部空间中并且从凸缘延伸到封闭端；

密封件，所述密封件围绕活塞设置在所述内部空间中，并且定位在开口端和凸缘之间；和

轴衬，所述轴衬在凸缘和开口端之间围绕活塞。

16.根据权利要求15所述的能够拆卸的蓄压器装置，进一步包括：

流出端口，所述流出端口定位在圆筒形壳体的封闭端中。

17.根据权利要求15所述的能够拆卸的蓄压器装置，进一步包括：

螺纹，所述螺纹定位在圆筒形壳体的接近开口端的外部上；和

密封件，所述密封件围绕圆筒形壳体设置在开口端和螺纹之间。

18.根据权利要求15所述的能够拆卸的蓄压器装置，进一步包括：

卡环，所述卡环在开口端和密封件之间设置在所述内部空间中，以防止密封件离开开口端。

19.根据权利要求15所述的能够拆卸的蓄压器装置，其中所述活塞包括：

轴，密封件和轴衬围绕所述轴定位；和

弹簧引导件，所述弹簧引导件从所述轴朝向封闭端延伸；

其中所述凸缘在所述轴和弹簧引导件之间从活塞延伸。

20.根据权利要求15所述的能够拆卸的蓄压器装置，其中活塞包括：

轴，密封件和轴衬围绕所述轴定位；和

弹簧引导件，所述弹簧引导件连接到所述轴的一端；

其中所述凸缘接近于所述轴从弹簧引导件延伸。