CN104684652A - 用于静电喷枪的接地杆 - Google Patents

Abstract

一种静电喷枪，包括:枪筒；壳体，所述壳体被连接到枪筒；喷嘴梢组件，所述喷嘴梢组件与壳体以及第一接地杆相反地被连接到枪筒。喷嘴梢组件位于枪筒的一端处并且具有延仲远离枪筒的电极。所述第一接地杆被电连接到壳体，但是与喷嘴梢组件电隔离，并且沿右枪筒从壳体朝向喷嘴梢组件延伸。

Description

用于静电喷枪的接地杆

技术领域

本发明总体上涉及用于喷涂诸如喷漆、密封剂、涂料、搪瓷、粘合剂、粉末等的流体的涂覆器。更具体地，本发明涉及静电喷枪。

背景技术

在静电喷涂系统中，静电场被产生于喷枪和待被喷涂的目标或物体之间附近。被喷涂的颗粒传播通过该电场，并且各个颗粒在通过该静电场时带有电荷。带电颗粒因此被吸引到待被喷涂的物体。通过此过程，可以将更高比例的被喷涂颗粒引导到待被喷涂的实际物体，因此与传统的方法相比喷涂的效率被极大地提高。静电喷枪对于施加非导电液体和粉末而言是尤其有用的，虽然它们可以与喷涂导电液体一起使用。

在典型的静电喷涂系统中，电离电极被放置在喷枪喷口附近，待被喷涂的物体被保持为地电势，并且静电场产生在电离电极和物体之间。电极和地面之间的距离可以约为0.5米或以下；因此施加到喷枪电极上的电压必须有必要非常高从而产生强度足够的静电场以创建大量的离子/颗粒相互作用从而在涂料颗粒和目标之间产生足够大的引力。通常将约20000-100000伏(20-100kV)的静电电压施加到喷枪电极以在喷涂操作中达到适当程度的效率。约50微安的电离电流典型地流自喷枪电极。

静电喷枪可以是手持喷枪或者由远程控制连接件操作的自动喷枪。可以使用不同的主要雾化力，诸如受压空气、液压力或者离心力，来雾化被喷涂流体。可以以各种方式产生用于静电电压的电力。在很多系统中，外部电源被连接到静电喷枪。然而，在其他设计中，位于静电喷枪中的交流发电机可以产生电力。例如，美国专利No.4,554,622、4,462,061、4,290,091、4,377,838、4,491,276以及7,226,004描述了具有空气动力涡轮机的静电喷枪，该涡轮机驱动交流发电机，该交流发电机继而提供电压倍增器以提供充电电压。

发明内容

一种静电喷枪，包括：枪筒；壳体，所述壳体被连接到枪筒；喷嘴梢组件，所述喷嘴梢组件与壳体以及第一接地杆相反地被连接到枪筒。喷嘴梢组件位于枪筒的一端处并且具有延伸远离枪筒的电极。所述第一接地杆被电连接到壳体，但是与喷嘴梢组件电隔离，并且沿着枪筒从壳体朝向喷嘴梢组件延伸。

附图说明

图1是静电喷涂系统的示意图，其示出了被连接到流体供给源并且将流体排出到目标的静电喷枪。

图2是图1的静电喷枪的立体图，其示出了被连接到把手主体和喷嘴梢组件的枪筒。

图3是图2的静电喷枪的分解图，其示出了被构造为位于枪筒中的交流发电机和电源。

图4是图1-3的静电喷枪的立体图，其示出了嵌入在枪筒中的接地杆。

图5是图4的静电喷枪的枪筒的剖视图，其示出了两个接地杆。

具体实施方式

在本发明的实施例中，静电喷枪包括位于枪筒中的接地杆以提供用于来自于被暴露的喷嘴梢电极的电晕放电的变短的接地路径。变短的接地路径有利于更高的电晕放电并且更有效的喷涂流体电离。本公开的图1-3描述了静电喷枪，其中接地杆可以被用于该静电喷枪。图4和5描述了接地杆的各个方面、实施例和优点。

图1是静电喷涂系统10的示意图，其示出了被连接到流体供给源14并且将流体排出到目标16的静电喷枪12。泵18被连接到流体供给源14并且经由软管20向喷枪12提供加压流体。喷枪12也经由软管22被连接到加压空气源(未示出)。目标16诸如通过悬挂在支架24上而被接地。参考流体喷涂系统描述了静电喷涂系统10，但是诸如粉末等的其他涂层材料也可被用于本发明。虽然参考空气辅助系统详细地说明了图1至3，但是本发明也可以与空气喷涂系统一起使用。

操作员26将喷枪12定位成靠近目标16，约0.5米或以下。在致动喷枪12上的触发器的情况下，加压空气被施加到喷枪12中的涡轮机，该涡轮机驱动交流发电机以产生电能。电能被供给到靠近喷枪12的喷嘴梢的电极。因此，电场EF产生于电极和目标16之间。静电喷涂系统10在多个点处被接地。例如，接地线28和/或导电空气软管22可以使得喷枪12接地。其他的接地线和导电材料可以被用在整个静电喷涂系统10中以提供接地。同时，触发器的致动允许来自于泵18的加压流体流过喷嘴梢，由此流体的被雾化颗粒在电场EF中带电。该带电颗粒因此被吸引到被接地的目标16。目标16经由支架24被悬挂，并且带电流体颗粒包围目标16，由此显著地降低过度喷涂。

图2是图1的静电喷枪12的立体图，其示出了被连接到把手主体32和喷嘴梢组件34的枪筒30。把手主体32的把手36被连接到空气入口38，空气出口40和流体入口42。把手主体32的壳体44被连接到枪筒30。空气控制器46被连接到壳体44中的开关阀(参见图3中的气针66)并且控制从空气入口38到喷枪12的部件的压缩空气的流量。空气调节器47A和47B控制从上述的开关阀到喷嘴梢组件34的空气流量。触发器48被连接到枪筒30中的流体阀(参见图3中的流体针74)并且被构造为控制从流体入口42经由流体管50流过喷嘴梢组件34的加压流体的流量。空气控制器46控制流入到交流发电机的空气的流量。空气然后在出口40处逸出到喷枪12外。

触发器48的致动同时允许压缩空气和加压流体进入到喷嘴梢组件34。一些压缩空气被用于影响来自于喷嘴梢组件34的流体流量，并且因此在口52A和52B或者在其他出口处逸出到喷枪12之外。在空气喷涂系统中，一些压缩空气中也被用于随着流体逸出喷口而直接雾化流体。在空气喷涂系统和空气辅助系统二者中，一些压缩空气中也被用于使得向电极54提供电力的交流发电机旋转并且在出口40处离开喷枪12。交流发电机和相关的用于电极54的电源在图3中被示出。

图3是图2的静电喷枪12的分解图，其示出了被构造为位于把手主体32和枪筒30中的交流发电机56和电源58。交流发电机56经由带状电缆60被连接到电源58。交流发电机56连接到电源58并且当被组装时交流发电机56安装到壳体44中并且电源58安装到枪筒30中。由交流发电机56产生的电能被传送到电源58。在空气辅助系统中，包括弹簧62和导电环64的电路将电荷从电源58传送到喷嘴梢组件34中的电极54。空气喷涂系统可以具有将交流发电机连接到电极的其他电路。

气针66和密封件68包括用于控制通过喷枪12的压缩空气的开关阀。空气控制阀46包括延伸通过壳体44到触发器48的气针66，该触发器48可以被致动以移动密封件68并且控制从空气入口38进入并且通过把手主体32中的通道的压缩空气的流量。弹簧70将密封件68和触发器48偏置到闭合位置，同时旋钮72可以被调节以操控阀46。在密封件68被打开的情况下，来自于入口38的空气穿过把手主体32中的通道以流到交流发电机56或喷嘴梢组件34。

流体针74包括用于控制穿过喷枪12的加压流体的流体阀的一部分。触发器48的致动也直接移动流体针74，该流体针74经由盖76连接到触发器48。弹簧78被定位在盖76和触发器48之间以将针74偏置到闭合位置。针74延伸穿过枪筒30以到喷嘴梢组件34。

喷嘴梢组件34包括座接壳体80、垫圈81、梢部82、气盖84和保持环86。在空气辅助系统中，流体针74接合座接壳体80以控制从流体管50到喷嘴梢组件34的加压流体的流量。垫圈81密封在座接壳体80和梢部82之间。梢部82包括从座接壳体80排放加压流体的喷口87。电极54延伸自气盖84。在空气辅助系统中，高压流体被进送通过喷口87，电极54偏离该喷口87。通过使得高压流体穿过小口产生雾化。在空气喷涂系统中，电极延伸自喷口，从而电极和喷口是同轴的。低压流体通过大喷口，并且通过撞击来自气盖84的气流而被雾化。在各个系统中，气盖84包括口，诸如口52A和52B(图2)，该口接收加压空气以基于调节器47A和47B的设置而雾化和构形来自梢部82的流体流。在其他实施例中，枪12可以在不带有口52A和52B的情况下操作，或者可以在只带有口52A和52B中的一个的情况下操作。

交流发电机56在压缩空气的力下的操作向电源58提供电能，该电源58继而向电极54施加电压。电极54产生电场EF(图1)，该电场EF向源自于梢部82的雾化流体提供电荷。由电场EF产生的电晕效应将带电的流体颗粒运送到待被涂覆有流体的目标。保持环86保持与枪筒30装配的气盖84和梢部82，同时座接壳体80被旋拧到枪筒30中。

图4是静电喷枪12的立体图，其示出了枪筒30、把手主体32、喷嘴梢组件34、把手36、壳体44、调节器47B、触发器48、流体管50、气盖84、保持环86、接地杆88、杆梢90以及接地紧固件92。枪筒30是经由壳体44而在一端处连接到把手主体32的绝缘主体，并且在相反的一端处连接到喷嘴梢组件34。把手主体32包括把手36，该把手36分别经由空气入口38和流体入口42接收空气和流体(参见图2和图3)。静电喷枪12在壳体44处被接地以防止发生打火花的危险，并且保证操作员26的安全。在一些实施例中，壳体44可以经由电线28和/或空气软管22而被接地(参见图1)。一般地，电线28或到接地位置的类似的电连接件延伸到把手36或喷枪12的另一导电位置，并且因此使得静电喷枪12接地。壳体44是导电元件，并且可以经由软管20或空气软管22中的或者周围的导线而被接地。在其他实施例中，软管20和/或空气软管22自身可以由导电材料形成并且可以在不需要单独的导线的情况下将壳体44接地。

电极54突出自喷嘴梢组件34的气盖84。电极54被保持在高电压以在喷嘴梢组件34和附近的接地表面之间产生电晕放电。该电晕放电电离雾化的流体颗粒，该流体颗粒因此电磁地转向以包围目标16。喷嘴梢组件34附近的更强的电晕放电增大了雾化流体电离的效率，因此提高了喷涂效率并且允许将流体吸引到目标16的难以到达的部分。电极54处产生的电晕放电电流的强度与沿电流路径到最近的接地位置的阻抗成反比。靠近电极54的接地位置包括壳体44和目标16(图1)。一般地，自电极54到这些接地位置中的任一位置处的电流路径的阻抗与电极54和接地位置之间的空气距离成正比。该距离越短，因此而产生的针对给定电压的电晕放电越强，并且产生的流体颗粒的电离更加有效率。

虽然在图4中只示出了一个接地杆88，但是多个接地杆可以被设置在枪筒30的两个相对的侧面(参见图5)。接地杆88是嵌入在枪筒30中的导电柱体，并且从壳体44延伸穿过枪筒30到喷嘴梢组件34。接地杆88由接地紧固件92固定到壳体44，该接地紧固件92还用于在接地杆88和壳体44之间形成电连接件。接地紧固件92可以例如是导电销、导电螺钉、导电螺栓等。接地杆88在杆梢90处终结于喷嘴梢组件34附近，该杆梢90例如可以是半球形状。

接地杆88，尤其是杆梢90提供比壳体44(该壳体44与电极隔开绝缘的枪筒30的整个长度)或者目标16(该目标16典型地与喷嘴梢组件34隔开0.5m)更加靠近电极54的接地位置。在一些实施例中，接地杆88可以与电极54相距小于4英寸。在其他实施例中，接地杆88可以与电极54相距小于3英寸。接地杆88因此吸引来自于电极54的增大的电晕放电，从而提高电离效率。由接地杆88吸引的电晕放电定性地趋于从电极54到杆梢90包围喷嘴梢组件34。

图5是静电喷枪12的枪筒的剖视图，其示出了枪筒30、接地杆88、杆梢90、接地紧固件92、杆锚定件94、暴露部96和嵌入部98。接地杆88穿过枪筒30并且只在包括杆梢90的暴露部96中暴露在枪筒30外侧。在描述的实施例中，接地杆88在暴露部96处被暴露以提供用于来自电极54的电晕放电的通畅的空气路径。

嵌入部98位于枪筒30中，并且用于将接地杆88锚定在静电喷枪12中。嵌入部98包括杆锚定件94，该杆锚定件94是接地杆88的被设置为接收接地紧固件92的中空部。杆锚定件94具有螺纹或其他适当几何尺寸以保持接地紧固件92，并且在一些实施例中可以直接抵接壳体44。接地紧固件92和杆锚定件94提供从杆梢90到壳体44的接地路径，如上所述，该壳体44例如经由来自于把手36的电线28或软管22而被接地。在描述的实施例中，枪筒30、接地杆88和接地紧固件92都平行于公用喷射轴线A而被对齐，其中该喷射轴线A平行于电极54，并且接地杆88大致放置在与喷嘴梢82相同的轴向平面中(参见图3)。然而，在可选实施例中，接地杆和接地紧固件92可以被取向成与通过枪筒30的轴线A成一定角度。

通过提供用于来自电极54的电晕放电的缩短接地路径，接地杆88增加了电晕放电电流的强度，并且因此增大了静电喷枪12的电离效率。接地杆88因此提高喷涂效率并且在不需要更高的电压的情况下使得流体颗粒包围目标16。

虽然已经参考优选的实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将意识到在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对形式和细节进行修改。

Claims (18)

1.一种静电喷枪，包括：

枪筒；

壳体，所述壳体被连接到枪筒；

喷嘴梢组件，所述喷嘴梢组件被连接到所述枪筒的与壳体相反的部位，并且包括延伸远离枪筒的电极；以及

第一接地杆，所述第一接地杆被电连接到所述壳体，但是与喷嘴梢组件电隔离，所述第一接地杆沿所述枪筒从所述壳体朝向喷嘴梢组件延伸。

2.根据权利要求1所述的静电喷枪，其中，所述枪筒大致沿平行于所述电极的喷射轴线延伸，并且其中，所述第一接地杆大致平行于该喷射轴线。

3.根据权利要求1所述的静电喷枪，还包括第二接地杆，所述第二接地杆平行于所述第一接地杆并且电连接到所述壳体但是与喷嘴梢组件电隔离，所述第二接地杆沿所述枪筒从壳体朝向喷嘴梢组件延伸。

4.根据权利要求3所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆和第二接地杆被固定在枪筒的两个相对的侧面内。

5.根据权利要求4所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆和第二接地杆经由导电紧固件固定到所述壳体。

6.根据权利要求1所述的静电喷枪，其中，所述壳体被接地。

7.根据权利要求6所述的静电喷枪，还包括固定到所述壳体的把手，并且其中所述把手向所述壳体提供接地路径。

8.根据权利要求7所述的静电喷枪，还包括将所述把手连接到接地位置的接地线或其他导电装置。

9.根据权利要求1所述的静电喷枪，其中，所述电极和第一接地杆的间隔距离小于4英寸。

10.根据权利要求9所述的静电喷枪，其中，所述电极和第一接地杆的间隔距离小于3英寸。

11.根据权利要求1所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆终止于最靠近所述电极的半球形的杆梢。

12.根据权利要求1所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆至少部分地嵌入在枪筒中。

13.根据权利要求12所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆部分地暴露于枪筒之外。

14.根据权利要求13所述的静电喷枪，其中，所述第一接地杆在最靠近接地壳体的第一端处嵌入到枪筒中，并且在最靠近电极的第二端处暴露于枪筒之外。

15.根据权利要求14所述的静电喷枪，其中，所述把手经由电线或空气软管上的其他导电装置接地。

16.根据权利要求1所述的静电喷枪，还包括交流发电机和被设置成用于向所述电极提供电压的电源。

17.根据权利要求16所述的静电喷枪，其中，所述交流发电机由气动涡轮机驱动。

18.根据权利要求17所述的静电喷枪，还包括设置成用于向气动涡轮机和喷嘴梢组件二者提供加压空气的空气入口。